人类使用煤炭(人类使用的能源90%是石油天然气和煤)

中国新疆伊犁尼勒克县喀什河畔，十几米高的悬崖上裸露着黑褐色斜纹纹理的岩石。夏季气温高时，裸露的煤炭偶尔会自燃，产生滚滚浓烟。三千多年前的古人是否也看到了这样的景象，受到启发开始使用煤炭作为燃料呢？

近日，在兰州大学资源环境学院教授董光辉的指导下，该校自然地理学博士生邱梦涵牵头，与来自新疆维吾尔自治区的科研人员合作中国人民大学文物考古研究所等研究机构开展的研究项目在《科学·进展》期刊上合作发表了一篇研究论文。本研究通过多学科证据，深入揭示了中国新疆伊犁尼勒克县吉仁台沟口遗址距今3600年前先民系统性使用烟煤燃料的内涵，推动了人类最早系统性燃煤的历史。大约1000年。年。

证据链还原史前煤炭系统开发利用图景

根据考古证据和文献记载，世界公认系统开发利用煤炭作为燃料的最早可靠证据来自汉代。然而，关于史前时期煤炭燃料系统发展的直接证据一直缺失。直到中国新疆伊犁尼勒克县吉仁台口遗址的考古发掘工作取得进展，相关证据才浮出水面。

2015年以来，新疆维吾尔自治区文物考古研究所开始对吉仁太峪口遗址和墓地进行考古发掘，发现了煤炭使用和铜冶炼活动的证据。随后的一系列发现表明，吉人台沟口遗址很可能是这一时期伊犁河上游的中心聚落。此后，中国人民大学环境考古研究团队与兰州大学资源环境学院在考古遗址开展合作研究。

吉仁台沟口遗址位于伊犁河主要支流喀什河口右岸台地。其北、东、西三面三面环山。河流出山向南流入尼勒克山谷。 “吉人太峪口遗址是青铜时代的一处大型聚落遗址，与墓葬相比，聚落遗址能为我们提供更加立体、丰富的人们生活信息。”邱梦涵说。

研究团队对吉连台沟口遗址进行碳14测年，并利用贝叶斯模型对年龄数据进行统计分析，确定该遗址的主要人类活动分为两个时期，即距今4500-4300年（早期）和3600-3000年（早期）。 2900年前（晚期）。其中，遗址主体属于晚期，这一时代的文化地层中广泛出土了大量煤炭遗存。

废墟中放置着成堆的煤炭，一般分布在房屋遗址周围。这大概是古人为了方便随时取用而故意的。房屋地面上有时会发现灰色烟灰和一些未完全燃烧的煤炭。一些房屋的炉灶和火坑中还存在煤渣。

研究团队对现场周边6个煤层露头以及现场采集的部分煤样进行了锶、钕同位素、碳、氮含量以及38种微量元素含量测定。他们发现其中3 个煤炭露头与该地点剩余的煤炭关系更为密切。近距离来看，它很可能是该遗址煤炭的来源，表明古代人们选择煤炭的来源是多种的。

同时，该地点煤炭的碳含量相对较高且稳定，但不同露头的煤炭碳含量波动较大，这表明人类可能已经了解了不同地点煤炭性质的差异，进而选择性地使用优质煤炭。煤炭。

在随后的发掘中，考古队还在现场发现了木车，这或许可以解释古代人们运输煤炭的运输问题。 “这些考古现象揭示了煤炭燃料发展的完整证据链，表明人类当时已经系统地开发和使用了煤炭燃料。”邱梦涵说。

开启人地关系新篇章

为什么古人当时需要大规模使用煤炭呢？

研究团队对场地周围的自然土壤样本以及场地前期和后期不同区域的土壤样本进行了分析。结果表明，遗址晚期地层冶炼场重金属元素明显富集，部分点位铜元素浓度甚至达到自然值的50倍。

结合考古发掘中发现的冶金活动证据链，进一步证实了吉连台沟口是当时区域性冶金中心的判断，而冶金必然伴随着对能源的大量需求。

研究团队还对遗址早期和晚期的烧焦木遗存进行了物种鉴定，发现遗址早期人们在选择木质燃料时，更倾向于选择燃烧热值较高的针叶木，质地更柔软。

然而，该遗址后期的人们放弃了针叶木材，而选择煤炭作为主要燃料。为什么是这样？

研究小组推测，到了遗址后期，相对寒冷的气候导致了周围植被的退化，尤其是针叶林的萎缩。更大的聚落和更高强度的冶金活动带来的对燃料和能源的需求，加上木材资源供应的减少，共同加剧了当地社会与环境的矛盾，最终促使当地人民打破传统，进行能源转化。

选择性开采、有计划储存以及在生产生活中广泛燃烧利用，表明煤炭并不是某个社会阶层或某个生产部门的专属。 “在吉连台沟口，烟煤燃料的系统发展最终导致了独特而复杂的社会的形成。”邱梦涵说道。

研究人员表示，在中国伊犁地区，人类活动在4200至3800年前就开始减少，可能是受到4200年前开始的全球气候恶化事件的影响。

约3600年前，新疆西北地区形成了较为复杂、成熟的生产经营方式。吉连台沟口遗址的先民不仅掌握了种植多种农作物和饲养牲畜的技术，而且还拥有炼铜业，显着增强了社会的复杂性和稳定性。社会发展需求和气候环境恶化共同迫使史前社会进行能源转型。

人类活动和环境总是相互影响的。 “我们的研究有两个有趣的点：之前的研究大多从动植物利用的角度观察人类生计如何适应环境变化，但这次从燃料的角度揭示了当面临资源短缺时人类会做什么。 “我们应该做出什么样的选择？第二是人类活动对环境的影响。在分析土壤元素时，我们发现人类的铜冶炼活动导致了土壤污染，这是人类活动影响环境的典型表现。”董光辉说道。

董光辉表示，一方面，团队将继续扩大研究领域，探索周边乃至更远的地方是否有新的证据，推进对早期煤炭利用时空分布特征的认识；另一方面，团队将关注大规模煤炭燃烧产生的环境。影响不仅限于当地的土壤污染。还计划对距遗址不远的湖泊沉积地层进行研究，进一步提高对史前时期煤炭资源利用的认识。 （解曼彬法萨刘宇轩）