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科學探索：找到巨石陣的“家鄉”
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科學探索：找到巨石陣的“家鄉”
巨石陣，圖片來源：Andre Pattenden，英格蘭遺產委員會
超過400年來，考古學家和地質學家一直在探尋幾千年前用於建造巨石陣的石頭的地理來源，然而事實證明，要確定構成巨石陣主體的大石塊，即薩爾森石（一種沉積岩，主要由矽粘合的石英砂構成）的來源非常困難。如今，研究人員解開了這個謎團：巨石陣中現存的52塊薩爾森石中，有50塊來自其北部25公裏外的英國威爾特郡的西伍茲（West Woods site in the English county of Wiltshire）。這項研究近期發表於《科學進展》雜誌（Science Advances）。
地質學家通常可以利用岩石的宏觀和微觀特征與其它地方的露出岩石相匹配以確定其來源。這項技術使研究人員能夠確定巨石陣中較小的“藍石”大部分來源於西南地區的威爾士。但是，這項研究共同作者Katy Whitaker說：“薩爾森石的研究難點在於它們幾乎所有的特征都是一樣的。”Katy Whitaker是英格蘭雷丁大學（University of Reading）的研究生，也是英格蘭曆史遺產委員會（Historic England）的上市顧問助理。“如果在顯微鏡下觀察，會看到石英砂顆粒與更多的石英粘在一起。”因此，研究小組轉向使用X射線熒光光譜法，這是一種非破壞性技術，用X射線轟擊樣品，分析樣品響應而發出的光波長，從而顯示其化學組成。該技術能分析出巨石陣中薩爾森石表麵上的微量和痕量元素。幾乎所有石塊都具有高度相似的化學組成，表明它們來源於同一個地方，然而，這些數據並不足以指向它們的來源。
出人意料的是，該團隊的突破始於2018年。在1958年巨石陣的修複工程中，從其中一個薩爾森石鑽出的岩心樣本在被私人收藏了60年後重返英國，研究人員被許可破壞部分核心以進行更詳細的分析。“我們興奮地上躥下跳。”該研究第一作者David Nash說道，他是英格蘭布萊頓大學（University of Brighton）的自然地理學家。研究小組使用兩種類型的質譜儀確定了岩心中22種微量元素的含量，並將其與來自英格蘭南部20個不同地點的薩爾森石樣本進行比較，結果顯示岩心的化學特征恰好與來自西伍茲（West Woods）的樣本的化學特征相符。該地區麵積大約六平方公裏。
David Nash分析從巨石陣的58號岩提取的岩心。圖片來源：Sam Frost，英格蘭遺產委員會
英格蘭南安普敦大學（University of Southampton）的考古學家Joshua Pollard沒有參與這項研究，他說：“該發現相當有說服力和確鑿性，是一項重大成就。西伍茲位於肯尼特河（River Kennet）以南，在考古研究中經常被忽視。迄今為止，普遍的猜想是巨石陣的薩爾森石起源於肯尼特河北部的馬爾伯勒唐斯（Marlborough Downs）。”
盡管Nash的團隊確定了50個薩爾森石的來源，但仍有兩個（26號石和160號石）與所研究的所有地點都不匹配，彼此也互不匹配。巨石陣自建造以來失去了超過30個薩爾森石，所以無法知道26號和160號岩石到底是獨特的，還是從西伍茲以外而來的大批岩石的殘餘。
西伍茲中大塊的薩爾森石。西伍茲可能是巨石陣中大部分薩爾森石的來源地。圖片來源：Katy Whitaker，英格蘭曆史遺產委員會及雷丁大學
Nash認為這一發現最有趣之處在於暗示了在巨石陣建造的第二階段（約公元前2500年），這些來自西伍茲的石頭很可能全部被移動過。“真正令我印象深刻的是在如此短的時間內為這項工程投入的巨大努力，”他說，“新石器時代的人們如何運輸平均重量為20公噸的大石頭仍然是未解之謎，但考古學家認為大規模的社會合作必不可少。”
未來的研究將探索巨石陣的建造者運輸石頭的路線。Nash團隊首創的地理化學技術也可用於研究英格蘭其他史前遺跡。“有無盡的問題和無盡的領域需要進一步的調查和思考，這是一個不會結束的旅程。”Pollard說道。
作者：Scott Hershberger是《科學美國人》雜誌2020年AAAS大眾傳媒研究員，在聖路易斯的華盛頓大學學習物理和數學。
翻譯：謝宛岑
審校：馬一瑗
引進來源：科學美國人
引進鏈接： https://www.scientificamerican.com/article/one-mystery-of-stonehenges-origins-has-finally-been-solved1/
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巨石陣，圖片來源：Andre Pattenden，英格蘭遺產委員會
超過400年來，考古學家和地質學家一直在探尋幾千年前用於建造巨石陣的石頭的地理來源，然而事實證明，要確定構成巨石陣主體的大石塊，即薩爾森石（一種沉積岩，主要由矽粘合的石英砂構成）的來源非常困難。如今，研究人員解開了這個謎團：巨石陣中現存的52塊薩爾森石中，有50塊來自其北部25公裏外的英國威爾特郡的西伍茲（West Woods site in the English county of Wiltshire）。這項研究近期發表於《科學進展》雜誌（Science Advances）。
地質學家通常可以利用岩石的宏觀和微觀特征與其它地方的露出岩石相匹配以確定其來源。這項技術使研究人員能夠確定巨石陣中較小的“藍石”大部分來源於西南地區的威爾士。但是，這項研究共同作者Katy Whitaker說：“薩爾森石的研究難點在於它們幾乎所有的特征都是一樣的。”Katy Whitaker是英格蘭雷丁大學（University of Reading）的研究生，也是英格蘭曆史遺產委員會（Historic England）的上市顧問助理。“如果在顯微鏡下觀察，會看到石英砂顆粒與更多的石英粘在一起。”因此，研究小組轉向使用X射線熒光光譜法，這是一種非破壞性技術，用X射線轟擊樣品，分析樣品響應而發出的光波長，從而顯示其化學組成。該技術能分析出巨石陣中薩爾森石表麵上的微量和痕量元素。幾乎所有石塊都具有高度相似的化學組成，表明它們來源於同一個地方，然而，這些數據並不足以指向它們的來源。
出人意料的是，該團隊的突破始於2018年。在1958年巨石陣的修複工程中，從其中一個薩爾森石鑽出的岩心樣本在被私人收藏了60年後重返英國，研究人員被許可破壞部分核心以進行更詳細的分析。“我們興奮地上躥下跳。”該研究第一作者David Nash說道，他是英格蘭布萊頓大學（University of Brighton）的自然地理學家。研究小組使用兩種類型的質譜儀確定了岩心中22種微量元素的含量，並將其與來自英格蘭南部20個不同地點的薩爾森石樣本進行比較，結果顯示岩心的化學特征恰好與來自西伍茲（West Woods）的樣本的化學特征相符。該地區麵積大約六平方公裏。
David Nash分析從巨石陣的58號岩提取的岩心。圖片來源：Sam Frost，英格蘭遺產委員會
英格蘭南安普敦大學（University of Southampton）的考古學家Joshua Pollard沒有參與這項研究，他說：“該發現相當有說服力和確鑿性，是一項重大成就。西伍茲位於肯尼特河（River Kennet）以南，在考古研究中經常被忽視。迄今為止，普遍的猜想是巨石陣的薩爾森石起源於肯尼特河北部的馬爾伯勒唐斯（Marlborough Downs）。”
盡管Nash的團隊確定了50個薩爾森石的來源，但仍有兩個（26號石和160號石）與所研究的所有地點都不匹配，彼此也互不匹配。巨石陣自建造以來失去了超過30個薩爾森石，所以無法知道26號和160號岩石到底是獨特的，還是從西伍茲以外而來的大批岩石的殘餘。
西伍茲中大塊的薩爾森石。西伍茲可能是巨石陣中大部分薩爾森石的來源地。圖片來源：Katy Whitaker，英格蘭曆史遺產委員會及雷丁大學
Nash認為這一發現最有趣之處在於暗示了在巨石陣建造的第二階段（約公元前2500年），這些來自西伍茲的石頭很可能全部被移動過。“真正令我印象深刻的是在如此短的時間內為這項工程投入的巨大努力，”他說，“新石器時代的人們如何運輸平均重量為20公噸的大石頭仍然是未解之謎，但考古學家認為大規模的社會合作必不可少。”
未來的研究將探索巨石陣的建造者運輸石頭的路線。Nash團隊首創的地理化學技術也可用於研究英格蘭其他史前遺跡。“有無盡的問題和無盡的領域需要進一步的調查和思考，這是一個不會結束的旅程。”Pollard說道。
作者：Scott Hershberger是《科學美國人》雜誌2020年AAAS大眾傳媒研究員，在聖路易斯的華盛頓大學學習物理和數學。
翻譯：謝宛岑
審校：馬一瑗
引進來源：科學美國人
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