死亡和衰变

　

芒戈湖位于新南威尔士，距悉尼大约1000公里，从迈杜拉机场出发，在炎热、长满澳大利亚特有矮树丛的沙漠中驱车120公里，便来到了这个不再是湖的地方。这里的水早在1万年以前就干涸了，只剩下迷人的沙子和粘土，它的地形构造令人想起北加利福尼亚的摩诺湖。2万年至4万5千年前，这里曾经属于富饶的沙漠绿洲―威兰德拉湖区。小溪从威兰德拉屏屏流来，流入芒戈湖，再向南汇入墨累河，最终流入靠近现在阿德雷德的“相遇海湾”。从这一地区发现的动物化石中，可以看出沿湖曾经生活过几种己经灭绝的有袋动物，包括水牛大小的“兹高马特瑞”和重约200公斤、短脸的大袋鼠等，它们都是食草动物，否则，人类会成为它们捕食的对象。

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1974年，考古学家在这里发现了一个男性的人类化石，发现者吉米·鲍勒将他命名为“芒戈湖3号”，经当时检测，他生活在距今3万年以前。后来，使用新的检测方法，他的生活时期被推至4万5千年以前。而且，在发现“芒戈湖3号”土壤下面的沉淀层中发现的人工制品，经推断距今有6万年的历史，这些数字使芒戈湖成为在非洲之外发现的最早有现代人生活迹象的地区。和在世界其他地区发现的化石一样，在澳大利亚发现的最早的人类化石，我们使用了同位素衰变技术来测量它的生活时期。所谓同位素衰变技术，就是测量样品中存在原子不同的同位素比率。原子因为有不同数量的亚原子单位（即中子），所以它会有不同的“行为方式”。在粒子物理学的“魔术”中，随着时间流逝，“较重”原子的一些粒子会逐渐脱落，变成“较轻”的原子。因此，知道了粒子衰退的比率，算出“较重”原子与“较轻”原子之比，就有可能计算出衰退的持续时间。和第二章中讨论过的分子钟一样，要研究古老的人类化石，原子钟是进行时间推测的关键工具。

　

放射性碳元素测量方法是应用最广泛的同位素年龄测定法，即测量样品中碳一14(C一14）与碳一12(C一12）的比。碳分子在空气中会产生复杂的化学反应，C一14分解为氮一14(N一14),C一14的半衰期决定分解的比率，C一14的半衰期约为5700年，也就是说，它在样品中一半分解为N一14需要5700年。在植物和动物的组织中，碳参与组成器官的分子，因此这种方法可以被奇妙地用于推测化石年龄。现在的问题是，如果是年龄超过4万年的化石，用C14:C12推算的时间就变得极不准确，因为大部分C一14已经不存在了。当一个有机体死亡5700年以后，其组织细胞中的C一14还有一半继续存在；经过1万1千4百年之后，只有1/4仍然存在，而经过4万年后，仍然存在的只有1/64―比2％还要少。因此在这种情况下，受检测的样品极易受到环境中微量物质的影响，测出的年代会比其实际的晚许多。所以，放射性碳测量方法适用于年龄在3万年以内的化石，用它推算年龄在l万年的化石，结果可以非常准确。

　

所以，对年龄在4万年以上的化石，必须用衰退期较长的同位素，我们目前使用的是钾一40(K一40）和铀一238，它们的半衰期分别是12亿和40亿年。问题是，稳定性好的同位素，在骨骼和石头中很难找到，它们只存在于化石周围的沉淀物中，火山灰中含有大量的钾一40，而湖底沉淀物中含有丰富的铀一238。因此，在什么地方发现古老的遗迹，有的时候真的是要看运气好坏。幸运的是，东非大裂谷的地理环境，决定了在这里钾一40有用武之地。但是，如果运气不好呢？如果你发现的化石无法使用同位素年龄测定法，它的周围又找不到火山灰和湖底沉淀物时该怎么办呢？这时，我们必须到同位素的家族里去寻找新的工具。这是三种新技术―热释光、光致发光和电子自旋共振。自然射线可使电子（另一种形式的亚原子粒子）以固定的比率在物体中引起小晶体缺陷，这一比率取决于它在像火、阳光这样的“清洁”光源中的暴露时间和程度。在物体被暴露到“清洁”光源之前，有多种不确定的因素影响电子在晶体缺陷中的累计，而且在时间流逝的过程中，物体暴露在何种“清洁光源”中也都存在同样的问题。因此，使用光致发光和电子共振推算出的时期，没有用碳一14或钾一40方法推算出的准确。但是，在许多考古发现中，它们是惟一可供选择的方法。

　

测量在澳大利亚发现的化石和文物的年龄，主要是应用这三项技术，特别是对几个明显是手工制作的物品，经过用这些方法检测，推算出它们的年龄约为4万年。当然，因为这些技术中的不确定因素，很难说这个结果有多精确。但其他方面的证据表明，人类在澳大利亚生活的历史的确相当漫长。澳大利亚国家大学的理查德·罗伯茨和他的同事们研究了早期人类使用的粗糙的工具，得出的结论是，这些在北方领地出土的工具有6万年的历史。很明显，现代人很早就定居在了澳大利亚，很有可能是在6万年以前。而在东南亚出土的化石，最古老的距今也有4万年。人类是如何在6万年前来到澳大利亚的？他们是经过东南亚到达的吗？为了解开这个谜，我们要再次返回非洲，去寻找传说中的伊甸园。