铜的魅力已经持续了数千年。在北美洲苏必利尔湖地区，古代和现代的矿山都盛产这种极其有用的金属；早在现代矿工从地下深处开采矿石之前，当地的土著社区就从浅坑矿中挖掘铜矿。
夏威夷大学马诺阿分校的地质学家大卫·庞佩尼说，这些史前矿山的年代一直是个“长期存在的谜团”。之前的研究使用考古遗迹来评估矿址的活跃时间，但庞佩尼说，后来在同一地点的采矿活动常常抹去了古代文物。为了解决这个问题，他和他的同事们采取了一种不同的方法：他们没有寻找文物，而是寻找保存在环境中的采矿迹象。
在最近发表于《人类世》杂志上的一项研究中，研究人员检查了苏必利尔湖与世隔绝的皇家岛密歇根州附近的古代矿山附近的两个小型内陆湖泊的沉积物。这些沉积物受到年度变化的影响，因此有点像树木年轮。每一层都是给定年份发生的事件的快照，包括天气事件、野火——以及污染。
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即使是工业化前的铜矿开采也会产生污染，主要来自铜矿床中的铅杂质。“铅是一个很好的记录人类影响的指标……铅不是一种我们可以自然获得金属，”西班牙安达卢西亚地球科学研究所的地球化学家弗朗西斯卡·马丁内斯-鲁伊斯说，她没有参与这项研究。
在现代机械出现之前，开采铜矿是劳动密集型的。美洲原住民用锤子从岩石中敲打铜矿——这是一项艰苦、尘土飞扬的工作，会将细小的石块和金属颗粒扬到空中。庞佩尼说，他们可能还使用篝火来加热岩石，软化铜并液化容易熔化的铅。这些火将铅挥发并在周围区域飘散，将颗粒洒落在陆地和湖泊上。通过分析湖泊沉积物，研究人员发现大约在6000年前的古风时期，铅污染达到峰值。这表明当时大规模铜矿开采也同时达到顶峰——并与同一时期的考古证据相符。
马丁内斯-鲁伊斯说：“这篇论文表明，铅是一个可靠的指标，可以用于该地区的地质重建。”她补充说，对小型湖泊环境污染的类似研究可以用于调查全球范围内的人类影响。
庞佩尼说，这项研究证实了一些世界上已知最早的大规模采矿活动，并对土著社会如何运作提出了新的看法。“有一种观点认为，狩猎采集者无法组织起来进行采矿作业，”他说。“然而，湖泊沉积物表明，在古风时期，他们的采矿程度如此之高，以至于我们可以在环境中检测到它。”