更新世

更新世是冰川作用活躍的時期，開始於1,806,000年（±5000年）前，結束於11,550年前，是構成地球歷史的第四紀冰川的兩個世中較長的第一個世。在此期間發生了一系列冰川期和間冰川期氣候迴旋。

這一時期絕大多數動、植物屬種與現代物種相似。顯著特徵為氣候變冷、有冰期與間冰期的明顯交替。此時，歐洲發生過五大冰期：多瑙冰期、羣智冰期、民德冰期、里斯冰期和玉木冰期。人類也在這一時期出現。

更新世的生物羣（Biota） 都非常接近現代的形態——許多“屬”一級的生物，甚至包括裸子植物、被子植物、昆蟲、軟體動物、鳥類、哺乳動物和其他生存到今天的生物，已經在此時出現。

地層中所含生物化石，絕大部分屬於現有種類。更新世中期是全球氣候和環境變化的一個重要時期，當時氣候週期轉型，全球冰量增加，海平面下降，哺乳動物遷徙或滅絕。

1932年國際第四紀會議確定將更新世劃分為早、中、晚3期。其地層稱更新統，下限迄今尚無一致意見。

1948年國際地質學大會建議以意大利維拉弗朗層（villafranchian）作為更新統與上新統的分界。中國以泥河灣層為更新統底界。經絕對年齡測定，維拉弗朗層的年齡為160–180萬年。

1977年國際第四紀聯合會（INQUA）又建議以意大利弗利卡（Vrica）剖面為更新統下限，其絕對年齡為250萬年左右，相當於中國第四紀黃土開始堆積的年代。

此外，也有參照古地磁的高斯正極性世和吉爾伯特倒轉極性世的分界，將更新統下限年代定為距今330–350萬年的方案。

更新世是地球上氣候發生劇烈變化的時代。北半球的高、中緯度地區以及低緯度地區的一些高山，在這時期出現過大規模的冰川活動。冰川的前進和退縮，形成了寒冷的冰期和温暖的間冰期的多次交替，並導致海平面的大幅度升降、氣候帶的轉移和動盪、植物的遷徙或絕滅。

這些事件對早期人類文化的發展產生過巨大的影響。因此，許多學者主張採用冰期序列作為更新世分期的主要標準。

歐洲的冰川研究基礎較好，19世紀已在歐洲形成多冰期的概念。

1877年英國學者蓋克（G.Geikie）在東英吉利（East Anglia）發現四次冰川作用。

1909年德國地貌學家彭克（A.Penck）和布呂克納（E.Brunckner）根據阿爾卑斯山北坡冰磧地層和相應的階地地貌，建立了以多瑙河的支流命名，在阿爾卑斯山建立了由老到新的貢茲（Günz）、民德（Mindel）、里斯（Riss）、武木（Würm）等4個冰期。

1930年埃伯爾（B.Eberl）又發現了貢茲冰期之前的冰川作用遺蹟，劃為多瑙冰期（Donau），並將各個冰期劃分成若干亞期。

第四紀的四次冰期説，被廣泛接受，蘇聯歐洲部分也劃分了敖德薩、白俄羅斯、中俄羅斯、瓦爾代等4個冰期。

中國第四紀冰川研究由著名地質學家李四光開創，並以廬山冰川研究為基礎，於1934年劃分了鄱陽、大姑、廬山、大理等4個冰期。

來自西太平洋“暖池”的關於“更新世”氣候變化的第一個高分辨率記錄，為氣候變化提供了重要信息，它對於我們瞭解地球的氣候是怎樣進入持續了80萬年的冰期模式的將具有參考價值。該記錄採用浮游生物有孔蟲類體內的Mg/Ca比例作為過去175萬年間海洋表面温度的一種代理指標。 ^[1] 

新的研究結果顯示，該地區有一個持續很長時間的穩定期，這與大氣中CO₂濃度逐漸減少是冰川融化的誘因的觀點是不一致的。相反，通過區域環流的變化實現的太平洋表面温度的重新分佈有可能影響全球氣候。這個結論支持了科學家對熱帶地區、對未來氣候變化響應的擔憂。 ^[1] 

更新世是冰川作用活躍的時期，1846年福布斯（E.Forbes）又把更新世稱為冰川世（Glacial Epoch）。在更新世幾次冰期的最高峯，全球陸地面積的30%以上都有冰川覆蓋着。被冰川覆蓋的只有10%，而且大部分都在較高的緯度上。間冰川期的情況有大致一樣。

1934年，中國地質學家李四光建立了可以和阿爾卑斯冰期對比的中國東部冰期序列，依次為鄱陽、大姑、廬山、大理等4個冰期，每兩個冰期之間同樣為間冰期。

此時，歐洲發生過五大冰期：依次由老到新的多瑙（Donau）、貢茲（Günz）、民德（Mindel）、里斯（Riss）、武木（Würm）等5個冰期。

蘇聯歐洲部分則分為敖德薩、白俄羅斯、中俄羅斯、瓦爾代等4個冰期。 ^[2] 

這一時期絕大多數動、植物屬種與2012年的物種相似。顯著特徵為氣候變冷、有冰期與間冰期的明顯交替。人類也在這一時期出現。

更新世的植物開始同現代的植物相似，被子植物特別是落葉的種類在温和的和較冷的區域中迅速繁殖。熱帶森林縮小，草原在酷寒的北方高緯度地區發展，繁殖出現地衣、苔蘚、侏儒菅茅以及小型柳樹和樺木等適應酷寒的植物羣落。

寒冷的冰川氣候迫使北半球的蜥蜴、蛇類和滑體兩棲動物向南遷徙，並發展出多種有皮毛、更能適應寒冷氣候的大型哺乳動物，其中包括新的猛獁象、巨型犀等。而新的人種也在今天的非洲、歐洲和亞洲出現，並開始影響大型動物的多樣性。

彼時，猛獁、駱駝、馬、巨型河狸、狼和短面熊等適應寒冷氣候的動物，在整個冰期都生活在亞洲、歐洲和美洲大陸。 更新世晚期，距今約2萬年前，現代人類經白令海峽進入美洲。

最新理論認為，人類帶到美洲大陸的疾病導致猛獁等大型哺乳動物滅亡，而人類獵手也可能使這一過程加速。

在整個更新世，化石亞種大熊貓分佈相當廣泛，幾乎遍佈中國東部和南部，北至北京周口店，南至台灣島及緬甸、越南、泰國北部。當時的大熊貓與劍齒虎、劍齒象以及北京猿人、南方猿人一起生活，構成典型的更新世大熊貓–劍齒象動物化石羣。

就在更新世中晚期，秦嶺及其以南山脈出現大面積冰川等自然環境的劇烈變化，特別是在距今約1萬8千年前的第四紀冰期之後，大熊貓–劍齒象動物羣衰落，大部分動物滅絕，僅留下無數化石表明它們曾經存在。北方的大熊貓絕跡，南方的大熊貓分佈區也驟然縮小，進入歷史的衰退期。 ^[3] 

在更新世晚期，西伯利亞東北部是世界上最大的生態系統的一部分，這個生態系統從歐洲西部跨越白令海峽一直延伸到加拿大；從北極一直延伸到中國北部，約佔地球大陸總面積的一半。這些地區大部分被冰川重複侵襲，西伯利亞東北部至今仍殘留着大量無冰地帶。

由於冰川運動，寒冷乾旱的遼闊草原和起伏的草地開始出現大量成羣的食草動物，例如長毛象（猛獁）、野牛、麋鹿、多毛犀牛、犛牛、賽加羚羊、馬、馴鹿、麝牛和駝鹿。茲莫夫將這一生態系統稱為“長毛象草原”。

長毛象草原生態系統在距今大約1萬年前突然消失，絕大多數大型動物滅絕，只有馴鹿和駝鹿倖存下來，提供食物的草地也隨之突然消失，取而代之的是森林和苔原。

到底是什麼導致這場災難呢？

茲莫夫認為，首先是由於人類的大肆捕殺，動物開始滅絕，動物的滅絕又引發地貌變化。換句話説，維持長毛象草原正常運轉的是草食動物，而不是其他生物。它們啃食牧草，排泄的糞便讓土壤更加肥沃，不斷“踐踏”苔蘚和灌木叢，成羣的草食動物有效阻止了苔蘚的蔓延。

茲莫夫指出，今天的中非大草原就是一個很好的例子，證明成羣的大型草食動物能夠維持草原生態系統的正常運轉。“雖然人們沒有親眼目睹人類如何在北西伯利亞消滅大型動物，也沒有找到直接的證據，但那裏的氣候突變不應該是這些動物滅絕的元兇。好好想想吧，人類到底消滅了多少物種，我們懷疑長毛象草原生態系統也是被我們的祖先破壞掉的。”

茲莫夫認為，更新世末期的氣候突變沒有一次造成植被變化。

茲莫夫表示，有很多理由讓我們相信單是氣候改變不能解釋“長毛象草原”為什麼突然消失。

首先，更新世末期的氣候突變並不是一次性的。從冰冷乾旱到温和濕潤，類似這樣的變化在冰河時期發生了無數次，但沒有一次造成植被變化，以至發生草食動物滅絕的災難。此外，據最近的碳14測年數據顯示，某些大型哺乳動物在更新世末期依然倖存下來。

直到大約4000年前，長毛象還生活在東西伯利亞海的弗蘭格爾島，而這也恰恰是人類首次登上這塊土地的時間。這很自然地讓人將人類登島與長毛象滅絕聯繫起來。

在阿拉斯加，野生犛牛在更新世末期也存活了很長時間，直至人類獵手開始“大清洗”行動。

茲莫夫説：“當地的長者，現在還講述着祖先如何享受犛牛肉的故事。”阿拉斯加已成功再引入野牛。

同樣，在過去的100年左右時間裏，麝牛也完成從冰冷乾旱的加拿大北極島嶼到温暖濕潤的阿拉斯加的遷居，種羣開始興旺。

茲莫夫認為，所有這些現象説明，更新世的動物完全能夠適應温暖濕潤的氣候，只要沒有被捕殺的危險，它們就可以成長、繁衍下去。

在此前出版的《公共科學圖書館–綜合》（PLOS ONE）上，曾刊發了中科院古脊椎動物與古人類研究所副研究員吳秀傑等人的一篇論文。通過對中國更新世晚期許家窯（也叫侯家窯）古人類的研究，研究人員指出更新世人類具有異常高的罕見疾病發病率，為探究更新世古人類絕滅或被替代的原因提供了新證據。

許家窯人類化石，被發現於河北省張家口市陽原縣侯家窯村西側的長形溝，地質時代推斷為晚更新世較早時期，距今10.4萬年到12.5萬年之間。 ^[4] 

此次報道的個體，為許家窯11號化石標本，屬於一個成年人的雙側頂骨中後部殘片。這件標本有一個不同尋常之處：骨壁後方有一個很明顯的、兩釐米左右的異常穿孔。

這一不同尋常之處，吸引了研究人員的注意。在排除了創傷等其他原因後，鑑定結果顯示，穿孔為一種罕見的巨頂孔病症。巨頂孔病，是先天形成的血管系統異常，許家窯11號標本是首次在更新世古人類中發現的巨頂孔病例。 ^[4] 

古人類化石是研究人類起源演化的直接證據，中更新世是探索直立人演化及現代人起源的關鍵時期。 ^[5] 

據介紹，目前我國境內發現的中更新世古人類化石材料很少，幼年個體化石材料更是罕見。牙齒生長與一系列生命指標及生理功能，如大腦發育、生長期、學習成長期、壽命、適應性等密切關聯，所以任何一次中更新世直立人牙齒化石的發現，都成為古人類學研究的熱點。 ^[5] 

2012年秋，洛陽市文物考古研究院在孫家洞遺址發現中更新世時期古人類化石，這也是河南境內首次在洞穴中發現中更新世直立人（猿人）化石，為東亞地區人類起源及演化研究提供了重要材料。 ^[4] 

孫家洞舊石器遺址位於欒川縣伊河南岸的一個崖頭之上，此次發掘出土了古人類化石、石製品、河卵石以及豐富的動物化石、動物糞便化石等。 ^[4] 

尤為重要的是發現6顆古人類牙齒，其中有2顆為幼年個體的牙齒、1顆門齒，且包括2個殘破的牙牀。洛陽市文物考古研究院院長史家珍介紹説，整體來看，牙齒保存比較完整，磨耗得不是很厲害，有的甚至是幼年個體，牙齒還在牙牀中沒有長出來，無論是大小，還是咬合面的形態，保存下來的形態學信息清楚。 ^[4] 

在欒川縣欒川鄉灣灘村伊河南岸哼呼崖上的孫家洞遺址，考古人員發現的直立人兒童化石極其珍貴，為研究東亞古人類起源與演化提供了新的證據。 ^[5] 

孫家洞遺址填補了中原地區未在洞穴中發現古人類化石的空白。市文物考古研究院院長史家珍説，通過該遺址出土的兒童牙齒化石探討直立人的生長髮育問題，對解讀現代人獨特生長模式的起源和演化至關重要，為東亞地區人類起源及演化研究提供了重要材料。 ^[5] 

河南省文物局邀請中國科學院古脊椎動物與古人類研究所、中國社會科學院考古研究所、北京大學等相關專家學者赴現場考察座談。專家認為，出土的古人類牙齒化石層位明確可靠，保存完好，同意將其定為“直立人欒川種”，簡稱“欒川人”。 ^[4] 

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員高星認為，雖然中更新世直立人階段的化石在中國、世界各地均有所發現，但實際上材料非常少，很多時段、很多區域都是空白。孫家洞遺址的發現不僅填補了中原地區的空白，還會使人類鏈條變得更加完整，更加重要的是，這批材料信息非常豐富、確鑿，學術價值十分明確。 ^[4] 

河南省文物考古研究所研究員李佔揚説，直立人俗稱猿人，非洲、亞洲和歐洲都有直立人化石出土，大家最熟悉的如北京猿人，也叫直立人北京種。直立人生活階段，是從200多萬年前到20萬年前左右，屬於地質年代的更新世，主要分佈在中更新世。 ^[4] 

從出土化石的種類看，欒川人的年代應與北京猿人相當，屬於地質時代的中更新世。假如這個遺址和周口店北京猿人遺址是同期的話，北京猿人遺址最高測年距今73萬年，欒川人的測年可能不晚於北京猿人，如果這樣，中原地區有古人類生存的歷史就大大提前了。 ^[4] 

隨着第八批“國家文物保護單位”的公佈，上榜的孫家洞遺址備受世人關注。 ^[5] 

孫家洞遺址是怎樣被發現的？對古人類研究有何重要價值？ ^[5] 

孫家洞遺址發現於1996年，2008年全國第三次文物普查時將其列入不可移動文物名錄。 ^[5] 

該遺址依山面水，南為山坡，北臨伊河，東為懸崖，山洞四周灌木叢生，冬青樹木四季常青，風景秀麗。 ^[5] 

2012年3月，市文物考古研究院邀請專家對欒川舊石器發掘地點進行勘察，孫家洞就是其中之一。2012年5月至10月，市文物考古研究院和欒川縣相關部門組成考古發掘隊，對遺址進行了考古發掘。 ^[5] 

“孫家洞海拔691米，原洞口朝北，扁長形橢圓狀，寬2米多，高不到1米，洞內部構造複雜，高低不平，較難出入，光線昏暗，考古人員每天都要在狹窄的出入口進出多次，只能使用電鑽、錘子等發掘，還要確保操作位置文化遺物的安全。”市文物考古研究院館員、欒川舊石器考古隊現場負責人顧雪軍回憶。 ^[5] 

考古人員在淘洗髮掘地層的土時，除了發現大量動物化石，還有了驚人發現——6顆古人類牙齒化石，初步鑑定包括1顆下門齒、3 顆下臼齒、1顆上前臼齒、1顆上臼齒。其中，有兩顆是兒童牙齒，對於探討直立人的生長髮育模式有着重要意義。 ^[5] 

“特別驚喜，因為這是第一次在河南發掘出土直立人化石。經過後續整理和研究，我們發現了部分帶有人類牙齒的頜骨殘塊”。考古專家顧雪軍説。 ^[5] 

孫家洞遺址還出土了幾十種脊椎動物化石，有望成為中國境內重要的動物化石羣之一，這對研究中國第四紀古生物的演化，古氣候環境的變化等都有着十分重要的意義；欒川地處中國南北地理分界線附近，對於研究中國中更新世時期該過渡區域動物羣的種類及特徵有着重要作用，同時為動物地理區系演化及古氣候環境變遷提供重要信息。 ^[4]