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解讀山海經(jīng)的鑰匙---第四話

 逸心茶舍 2012-11-21

解讀山海經(jīng)的鑰匙---第四話,更正和碳14樹輪校正

一. 在繼續(xù)往下寫之前,把寫完的細讀了幾遍,發(fā)現(xiàn)有一點問題:

原文第二章22節(jié)中的以下文字:

1.“新石器時代中原地區(qū)始終沒有大量用玉的習慣”,換句話說―――在新石器時代,整個黃河流域,截至目前為止我們沒有發(fā)現(xiàn)高度玉器文明的存在痕跡。

       以前的理解有錯誤,書里這句的“中原地區(qū)”是特指河南省――所謂的華夏文明發(fā)源地,而不是整個黃河流域。 
      依據(jù)此書的統(tǒng)計,整個黃河流域,在上中游(甘肅,陜西,山西)和下游(山東)在新石器時代均有玉器文明遺存,在新石器時代晚期(時間上靠近夏代,甚至在和夏代重合的某個文化時期)有較高玉器文明遺存(甘肅的齊家文化,陜西的疑似龍山文化,山西的陶寺文化,山東的龍山文化)。但是相比于西遼河流域和長江流域,玉器文明程度有明顯差距。 

因此這句修改為:

1.“新石器時代中原地區(qū)始終沒有大量用玉的習慣”,換句話說―――在新石器時代,河南這一確切的殷商(殷是商后期的都城)故地,同時又是我國專家目前認為的夏代都城―――“河南洛陽偃師二里頭”的所在地,截至目前我們沒有發(fā)現(xiàn)高度玉器文明的存在痕跡。




二.碳14測年的樹輪校正

1.碳14測年代的原理

126個質子加6個中子)是穩(wěn)定的碳元素,碳146個質子加8個中子)是宇宙高能量射線激發(fā)氮元素形成的畸形物(把7個質子和7個中子的氮變成了6個質子和8個中子的碳14),它是很不穩(wěn)定(具有放射性)的碳元素。放射性的意思是碳14會隨著時間的過去而衰變,在此過程中,碳14原子中的某一個中子又會變回質子,變回正常的氮元素(氮14 7個質子和7個中子)。

地球上的碳元素主要以大氣中的二氧化碳形式存在,在相當長的一段時間內(幾萬年幾十萬年),大氣層中碳14的產(chǎn)生率(氮被激發(fā)成為碳14)大致等于損失率(碳14衰變成了氮),所以在大氣當中碳12和碳14的比率是大致固定的(大約是1012次方比1)。

植物通過光合作用吸收二氧化碳和水,轉化成自身的碳水化合物,而動物通過吃植物和其他動物將它變成自身的物質。在動植物存活的時候,因為這種不斷的代謝過程,所以動植物體內的碳12和碳14比率和大氣中的比率保持一致。當動植物死亡后,不再有新的碳14 攝入,碳14單純衰減,碳12和碳14的比率不斷提高,碳14每隔5730年減少一半(這5730年就是它的半衰期),也就是說這動植物死亡5130年后,在動物殘留的骨骼或植物殘留的枝干里的碳12和碳14的比率比大氣里的比率提高了一倍。我們正是依據(jù)這一原理,通過儀器測算動植物化石或遺骸里的碳12和碳14比率來計算動植物死亡的年代。――― 這就是碳14測年法。

回到正文中的三星堆的斷代,我們目前沒法測定青銅器和玉器的年代,只能對祭祀坑和遺址內的木炭進行測量,得到大致年代。其實依據(jù)這個原理,三星堆和金沙遺址里的象牙,野豬牙,鹿角都能測,但是我沒查到相關的測量報告。

2 樹輪校正的原理

通過不斷的研究,我們又發(fā)現(xiàn)雖然碳14本身的衰變周期很精準,但是碳14測年法還是存在很多問題,比如說在最近100來年里,人類燃燒了太多煤和石油,煤和石油都是古代生物被埋藏了幾十萬年幾百萬年后變化的產(chǎn)物,它里面的碳14含量已經(jīng)衰減得很少很少了,煤和石油燃燒后變成二氧化碳來到大氣中,降低了大氣中碳14的含量(還有火山爆發(fā)也會改變這一比率)。我們在上面提到的大氣中碳12和碳14的比率大約是1012次方比1, 這是當前大氣中的比率,那么幾千年前,當我們要測算的對象死亡的時候,大氣里的碳12和碳14的比率是多少喃?和當前我們用作基準的比率有多大的偏差喃?

我們能不能找到某種生物,我們能準確知道它在多少年前死亡,測定這個有準確死亡時間的生物遺骸的碳14含量比率,用它來糾正這個偏差?讓我舉個例子來說明:比如說我們三星堆的某片木炭,我們測量出它目前殘留的碳14的比率,再和目前大氣中的碳14的比率進行比較,這樣我們能計算出這片木炭是被埋藏了4075年。但是如果我們發(fā)現(xiàn)另一個準確死亡在4500年前的生物,它的碳14殘留比率和這片木炭完全一樣,那么,我們該相信哪一個年代喃?當然我們應該用準確年代來校正單純的碳14測出年代。我們就用這個準確的4500年來校正我們測量得到的4075年的結論。

問題是我們能找到準確死于4500年前的生物嗎?我們知道,從商中后期開始,我國的歷史基本是明晰的,也就是說我們有可能找到3000年內準確死亡的生物對我們的碳14測年進行校正。比如說曹操死于公元220年,距今1790年,這是非常準確的,我們現(xiàn)在找到了曹操的墓,測量他的遺骸或者是墓內的木炭,得到碳14殘留的比率,假設用半衰期計算得出的結果是距今2000年(和實際有210年的偏差),一旦其他任何遺址或遺物的碳14測量計算結果與曹操的碳14測量結果相等,那么我們就知道其實它和曹操都應該是距今1790年,如果要給這個年代校正取個名字的話,就叫曹操校正。但是曹操僅僅能校正這一年的數(shù)據(jù)。

一個很偶然的機會,一位天文學家和他的后繼者找到了這種可用于準確校正的生物―――樹。并且建立起來了一門應用相當廣泛的新學科―――樹木年輪學。(想想在這個星球上,樹對人類最好,從來都默默付出從來沒要求過任何回報。)這門學科的研究者近年通過美國加利福尼亞白山上的刺果松的年輪分析,已經(jīng)可以提供上溯1萬年的樹輪校正。具體是怎么樣的喃?比如科學家砍下一顆生長了5000年的大樹(這估計得把眼睛都數(shù)花,好在現(xiàn)在有各種輔助工具了),最外層的樹皮是今年還在生長的,這層皮里的碳14含量和大氣一致。往里數(shù)一圈,這層是去年的,已經(jīng)停止細胞分裂增生了,也就是說已經(jīng)死亡一年了,我們測出這層的殘留碳14比率,記錄下來。這樣一層層向內,到第1000層,是1000年前死掉的,測出這層的殘留碳14比率,記錄下來……到第3000層,是3000年前死掉的,測出這層的殘留碳14比率,記錄下來……最后我們能得到一張表,從去年到5000年前,每一年的殘留碳14比率。有了這張對照表,我們拿到任何另外的5000內的動植物遺骸,測量出它的殘留碳14比率,以前我們就這樣按半衰期直接計算出大致年代,現(xiàn)在我們拿這個5000年對照表來對應,就能準確地知道這遺骸究竟是哪一年的。當然任何測試方法都有誤差,但是通過這種方法測出的年代比傳統(tǒng)的碳14測量法要精確很多。――――這就是偉大的樹輪校正。

好,枯燥的原理總算是講完了,提點有趣的花絮。最早的樹木年輪學研究可不是像后來砍倒一棵5000歲的大樹那么簡單。它是用很多樹拼接出來的。20世紀初天文學家道格拉斯研究太陽黑子的周期性運動,為了證實他的理論,他去伐木場觀察樹木的年輪,他原想看樹木年輪有沒有周期性的變化來支持他的太陽黑子周期觀點。周期性年輪變化沒發(fā)現(xiàn),但是他卻發(fā)現(xiàn)另外一件有趣的事―――他注意到不同地點的林場新砍下的樹,外層幾圈的生長比例好像都一致?這是個很小的事,但是他沒有忽略,近一步做了研究。研究表明在一個地區(qū),相同樹種,相同的時間段(比如1020年),所有樹的年輪生長比例竟然是完全一致的。比如說長在陽光充沛水分充足的地方的樹,每年比長在陰暗干燥地方的樹長得粗些,也就是說年輪總要寬些,但是粗的樹和細的樹在10年或20年里年輪的變化是完全一致的。

這點太重要了,那么如果我砍下一棵100歲的樹,記錄下最近100年的年輪變化數(shù)據(jù),我又砍下另一棵150樹的樹,記錄下最近150年的年輪變化數(shù)據(jù),我們會發(fā)現(xiàn)前一棵樹的100記錄和后一棵樹的后100年記錄是完全一致的。那么我再找到一棵50年前我爺爺蓋房子時砍倒的一棵100年的大樹,我會發(fā)現(xiàn)這顆樹的100年年輪數(shù)據(jù)和剛砍的150歲的樹的前100年年輪記錄是一致的。科學家隨后對美國西南部成百個印第安遺址中的木結構樣品進行收集分析,這樣一棵一棵互相銜接,最后可以上溯到2000多年以前。這是樹木年輪學最早的研究成果。

大家想象一下在印第安的遺址里有什么樣的木結構? 房屋?對原始的印第安部落,那不是主要的。猜不到吧?是―――巨大的圖騰柱。印第安部落的中心都是圖騰柱,把參天大樹剝去樹皮,雕刻。所有的重大活動都圍繞著這些圖騰柱。

解讀山海經(jīng)的鑰匙---第四話,更正和碳14樹輪校正

解讀山海經(jīng)的鑰匙---第四話,更正和碳14樹輪校正

又記:美國科學家建立了一個1萬年的樹輪校正對照表,按照美國對知識產(chǎn)權的保護,估計他不會無償給中國用。而我們國家因為早已喪失了原始林,根本不可能自己建立起這個表格。我不知道咱們中國社科院的樹輪校正是依據(jù)的美國表嗎?北大也是用這張表嗎?也不知道是偷著用還是合法使用?三星堆博物館這種小單位估計是沒有的。

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