找到巨石阵的“家乡”

作者：Scott Hershberger是《科学美国人》杂志2020年AAAS大众传媒研究员，在圣路易斯的华盛顿大学学习物理和数学。 来源：中国数字科技馆

巨石阵，图片来源：Andre Pattenden，英格兰遗产委员会

超过400年来，考古学家和地质学家一直在探寻几千年前用于建造巨石阵的石头的地理来源，然而事实证明，要确定构成巨石阵主体的大石块，即萨尔森石（一种沉积岩，主要由硅粘合的石英砂构成）的来源非常困难。如今，研究人员解开了这个谜团：巨石阵中现存的52块萨尔森石中，有50块来自其北部25公里外的英国威尔特郡的西伍兹（West Woods site in the English county of Wiltshire）。这项研究近期发表于《科学进展》杂志（Science Advances）。

地质学家通常可以利用岩石的宏观和微观特征与其它地方的露出岩石相匹配以确定其来源。这项技术使研究人员能够确定巨石阵中较小的“蓝石”大部分来源于西南地区的威尔士。但是，这项研究共同作者Katy Whitaker说：“萨尔森石的研究难点在于它们几乎所有的特征都是一样的。”Katy Whitaker是英格兰雷丁大学（University of Reading）的研究生，也是英格兰历史遗产委员会（Historic England）的上市顾问助理。“如果在显微镜下观察，会看到石英砂颗粒与更多的石英粘在一起。”因此，研究小组转向使用X射线荧光光谱法，这是一种非破坏性技术，用X射线轰击样品，分析样品响应而发出的光波长，从而显示其化学组成。该技术能分析出巨石阵中萨尔森石表面上的微量和痕量元素。几乎所有石块都具有高度相似的化学组成，表明它们来源于同一个地方，然而，这些数据并不足以指向它们的来源。

出人意料的是，该团队的突破始于2018年。在1958年巨石阵的修复工程中，从其中一个萨尔森石钻出的岩心样本在被私人收藏了60年后重返英国，研究人员被许可破坏部分核心以进行更详细的分析。“我们兴奋地上蹿下跳。”该研究第一作者David Nash说道，他是英格兰布莱顿大学（University of Brighton）的自然地理学家。研究小组使用两种类型的质谱仪确定了岩心中22种微量元素的含量，并将其与来自英格兰南部20个不同地点的萨尔森石样本进行比较，结果显示岩心的化学特征恰好与来自西伍兹（West Woods）的样本的化学特征相符。该地区面积大约六平方公里。

David Nash分析从巨石阵的58号岩提取的岩心。图片来源：Sam Frost，英格兰遗产委员会

英格兰南安普敦大学（University of Southampton）的考古学家Joshua Pollard没有参与这项研究，他说：“该发现相当有说服力和确凿性，是一项重大成就。西伍兹位于肯尼特河（River Kennet）以南，在考古研究中经常被忽视。迄今为止，普遍的猜想是巨石阵的萨尔森石起源于肯尼特河北部的马尔伯勒唐斯（Marlborough Downs）。”

尽管Nash的团队确定了50个萨尔森石的来源，但仍有两个（26号石和160号石）与所研究的所有地点都不匹配，彼此也互不匹配。巨石阵自建造以来失去了超过30个萨尔森石，所以无法知道26号和160号岩石到底是独特的，还是从西伍兹以外而来的大批岩石的残余。

西伍兹中大块的萨尔森石。西伍兹可能是巨石阵中大部分萨尔森石的来源地。图片来源：Katy Whitaker，英格兰历史遗产委员会及雷丁大学

Nash认为这一发现最有趣之处在于暗示了在巨石阵建造的第二阶段（约公元前2500年），这些来自西伍兹的石头很可能全部被移动过。“真正令我印象深刻的是在如此短的时间内为这项工程投入的巨大努力，”他说，“新石器时代的人们如何运输平均重量为20公吨的大石头仍然是未解之谜，但考古学家认为大规模的社会合作必不可少。”

未来的研究将探索巨石阵的建造者运输石头的路线。Nash团队首创的地理化学技术也可用于研究英格兰其他史前遗迹。“有无尽的问题和无尽的领域需要进一步的调查和思考，这是一个不会结束的旅程。”Pollard说道。