白沙国家公园的古人类足迹是否可以追溯到上一个冰河时代？

2006 年，新墨西哥州白沙国家公园湖床上的一组神秘黑点引起了考古学家的注意。这些形状激起了他们的好奇心，直到三年后他们终于发掘了该遗址。等待他们的是历史上最罕见、最有争议的发现之一——一组人类足迹化石。

这些保存完好的足迹是在最近一次冰河时期的一个湖岸上发现的，可能是双足动物迁徙到北美的最早迹象之一。一些专家声称，这些足迹是克洛维斯人的足迹，他们是这片大陆的第一批人类居民，也是大多数美洲原住民的祖先。据信，克洛维斯人在 13,000 到 13,500 年前通过连接亚洲和阿拉斯加的陆桥来到了北美。从那里，他们继续向南迁徙到中美洲和南美洲。

考古学家推测，人类可能在很短的时间内跨越了陆桥，因为海平面下降到足以让陆桥暴露出来。去年 12 月的一项科学模拟发现，陆桥出现在 35,700 年前，接近上一次冰河时代（或上一次大冰期）的末期。在那之前，智人出现在北美的可能性是不可想象的：冰冻的地形使他们无法狩猎，他们携带的任何食物最终都会耗尽。

[相关：80 万年前，“祖先瓶颈”导致人类近 99% 的人口灭绝]

白沙足迹向我们讲述了一个不同的起源故事。2021 年的一项研究将它们的年代定为 21,000 至 23,000 年前，在今天发表在《科学》杂志上的一份新报告中，同一专家团队通过两项新测试证实了备受争议的估计。这不仅意味着人类在上一个冰河时代就在这里，而且还可能改变我们对第一批来到北美的人的了解。

“这对考古界来说具有开创性意义，但也是一个难以接受的事实，”美国地质调查局 (USGS) 的研究地质学家凯瑟琳·斯普林格 (Kathleen Springer) 说道，她参与了这些台阶化石的分析。“发现 23000 至 21000 年前的足迹，比目前北美这一地区已知的克洛维斯人或前克洛维斯人普遍存在的范式要早得多。”

这一发现最初受到了一些反对。当研究结果于 2021 年首次公布时，相关考古学家撰写了评论和论文对研究结果提出质疑，理由是需要更好的证据。更具体地说，他们批评了研究方法以及对从同一地点挖掘出来的水生植物种子进行放射性碳测年的决定。

争论的一部分归结于一种常用于考古工作的同位素。碳-14 在空气中形成，并被引入光合植物和以它们为食的动物体内。当动植物活着时，它们体内的碳-14 含量与地球大气相同；当它们死亡时，碳-14 会在它们的遗骸中腐烂。然后，科学家可以测量剩余的碳-14 含量，并使用该指标来计算生物的大致年龄。但正如一些专家指出的那样，像在白沙采集样本的水生植物可以从它们生活的水中获取碳，这可能会扭曲测量结果，使标本看起来比实际年龄更古老。

“这被称为硬水效应，这是放射性碳测年法中一个众所周知的问题，”美国地质调查局研究地质学家、与施普林格共同撰写了这两项研究的杰弗里·皮加蒂 (Jeffrey Pigati) 解释道。他说，第一篇论文的一般论点是，存在很大的硬水效应，导致他们高估了足迹的年龄，而这些足迹的年龄应该是 15,000 或 17,000 年左右。

新冠疫情推迟了皮加蒂和斯普林格在 2020 年调查该遗址时想要完成的许多后续实验。三年后，他们终于用两种新方法证实了他们对足迹年龄的最初估计：花粉放射性碳测年和发光测年。

为了避免重水效应，研究小组从与白沙足迹相同的沉积物中提取了花粉粒。据皮加蒂说，这是一个耗时费力的过程，因为它需要将岩石分解成一立方厘米的材料，并将花粉与其他有机物质分离，然后才能测量碳-14 水平。此外，花粉非常轻——专家需要取样数千粒才能满足单次放射性碳测量的最低质量要求。总共，他们成功分离了 75,000 个花粉粒。当他们将这些测量值与水生植物种子的测量值进行比较时，年龄相符。

第二种技术是光释光 (OSL) 测年法。与放射性碳测年法不同，OSL 测年法基于石英晶体中发光特性随时间推移的积累；在极少数情况下，它可以测定 40 万年前沉积物的年代。美国地质调查局团队对来自发现足迹的同一地区的三种不同矿物样本进行了测年，并计算出与种子中测量的年代相似的年代。

“由于这一结果具有颠覆性的范式，因此必须令人信服，这也是我们一直以来提供多条证据的动机，”斯普林格说。当被问及最近分析中的土著代表性时，她指出，该分析涉及 32 个美洲原住民部落和普韦布洛人以及两位考古学家，分别是亚利桑那大学的 Edward Jolie 和国家公园管理局的 Joe Watkins。

[相关：“黑暗”考古学家在融化的冰层中搜寻古代文物]

这些额外的数据似乎平息了科学家最初提出的许多担忧。挪威科技大学考古学家本特·菲利普森在今天发表的一篇《科学》评论中表示，新提供的数据“强烈表明，在 [上一次冰期] 左右，人类曾出现在美洲。”

但这并不意味着我们完全了解了人类迁徙到北美的过程。考古学家、 《西半球土著旧石器时代》一书的作者保莱特·斯蒂夫斯没有参与白沙遗址的研究，她说，北美和南美都有考古遗址，其历史可追溯到 11,000 至 200,000 年前。虽然她认为这不是美洲最古老的人类居住迹象，也可能不是第一个土著群体的证据，但“白沙足迹遗址为西半球早期人类的记录增添了重要内容。”

这些足迹只是谜团中的一块碎片。考古学家仍然不知道人们在冰河时代中期究竟是如何生活的，如何经受住恶劣的气候。白沙国家公园未来的项目可能包括追踪足迹到露营地，或进一步搜寻该地区的石器，以了解他们的生存情况。“我们在那里工作的每一天都很神奇，因为你永远不知道会发现什么，”皮加蒂说。“这都是科学行动的一部分。”