本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
“当我到达山顶时,已近中午。我坐在俯瞰冰海的岩石上坐了一会儿。薄雾笼罩着冰海和周围的山脉。不久,一阵微风吹散了云雾,我便走下了冰川……[]……我之前悲伤的心,现在充满了喜悦;我惊呼——“游荡的灵魂们,如果你们真的在游荡,而不是安息在你们狭小的床榻上,请允许我享受这淡淡的幸福,或者带走我,作为你们的同伴,远离人生的欢乐。””
玛丽·W·雪莱,《弗兰肯斯坦》,第十章 (1813)
这是一次快速而孤独的死亡,一位45岁的男子背部中箭,在几分钟内失血过多而死。尸体被遗留在谋杀现场——也许袭击者认为食腐动物和时间会抹去所有证据——但在海拔3200米的寒冷干燥气候中,尸体开始脱水,大型食腐动物没有冒险进入这片荒凉的区域,只有一些苍蝇能够在尸体上产卵,但它们无法破坏尸体。
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在接下来的冬天,积雪在尸体所在的沟壑中积聚,在随后的几十年和几个世纪里,积雪缓慢地变成了冰,保护并保存了这具遗骸。
图1和图2。 这张照片中间的一小片雪地再次覆盖了“奥茨”的尸体被发现的沟壑,为了庆祝这一发现,一座纪念碑纪念了这一事件。
时间流逝——先是几十年,然后是几个世纪,甚至是几千年。1991年9月19日——20年前——两位德国游客,赫尔穆特和埃里卡·西蒙,在经历了一段显著的消融期后,在晴朗的天气和撒哈拉沙漠尘埃沉积在冰川冰上(吸收了大部分太阳辐射)的帮助下,意外地发现了从西米劳恩小屋(厄茨塔尔山脉蒂罗尔阿尔卑斯山)附近的冰中露出的尸体。
这具史前木乃伊化的尸体——很快就以“冰人奥茨”的名字闻名于世——连同其独特的文物组合,为研究欧洲阿尔卑斯山地区的铜器时代文化提供了独特的机会。
但尸体和文物也为了解欧洲全新世鲜为人知的温暖时期冰川的情况提供了见解。这个阶段实际上没有冰川沉积物的记录,因为冰川沉积物被后来的冰川推进所侵蚀,只能通过替代数据来识别,例如花粉图的变化或有机物质的放射性年代。
在大约18000年前的末次冰期最大值期间,整个厄茨塔尔阿尔卑斯山地区几乎完全被冰雪覆盖,只有狭窄陡峭的刃脊和角峰从冰海中突出出来。在西米劳恩小屋地区,高度在3060米至3400米之间变化的清晰界线将最上层的冻裂山脊与下部被冰川侵蚀磨平的山坡分隔开。这条界线在局部也可以被识别为明显风化线,它分隔了不同的氧化红色表面(基岩由富铁片麻岩和片岩组成)。
第二条界线的标志是地衣直径(从上方100毫米到下方40毫米)和密度的突变。通过地衣测年法进行的年代测定将这些冰川归因于小冰期(LIA,大约在1600-1850年),这通常与全新世冰川的最大扩张期相对应。
木乃伊本身通过放射性碳年代测定法测定为距今4500+-30年和4580+-30年,这对应于校准后的年龄为距今5300-5050年。尸体相对突然地埋葬在或多或少永久性的冰雪覆盖之下,表明发生了显著的气候变化,这导致全新世后半期新冰期开始时冰川扩张。
这种推断的冰川变化也得到了在海拔3000米至3215米之间的洼地中发现的一些土壤层位的支持,这些土壤层位的年代测定为距今5615+-55年(校准后为距今6450-6300年)和距今3885+-60年(校准后为距今4416-4158年)。类似的近期土壤至少需要5到12个世纪才能发育形成,这表明该地点的气候条件在很长一段时间内相对有利于生物和化学活动,直到气温相对快速下降。
冰人及其遗址表明,在距今9000年至5000年之间,山地冰川比全新世后半期要小。大约在距今6400年以及之后的几个世纪里,无冰的外围带允许有机物质的积累和相对较厚土壤的发育。大约在距今5300年至5050年之间,发生了快速的气候变化,产生了持续的冰雪覆盖和冰川的扩张,这保存了尸体,直到冰川再次开始退缩。
近期冰川的退缩仍在继续,1970年,揭露木乃伊的冰川是更大的尼德约赫冰川的一部分,尼德约赫冰川是一个复合阿尔卑斯冰川,向北下降到尼德山谷,但仅在过去5年中,该冰川就缩短了60-100米。
图3。 “西米劳恩峰”作为最高峰(3597米),拥有两条主要冰川,“西米劳恩”在前台,“尼德约赫”在后台。直到大约1970年,这些冰川才合并,但近几年冰川的退缩非常明显。
图4。 青铜时代木乃伊在厄茨塔尔阿尔卑斯山的位置(黑色圆圈)。蓝色区域代表2003年的冰川,红线代表小冰期(约1600-1850年)的冰川,蓝色、绿色和黄色代表更新世-全新世过渡期的主要冰川阶段。
冰人的文物也为了解奥茨的生活环境提供了见解。这是一个以生物多样性丰富为特征的环境,他可以使用,实际上也使用了他生活空间中发现的各种各样的植物。
斧柄和长弓都是在尸体附近发现的,由红豆杉(Taxus baccata)制成,红豆杉是一种坚韧而富有弹性的木材。箭筒由山羊皮制成,并用榛树(Corylus avellana)的弹性木材加固。14支箭由荚蒾(Viburnum lantana)的硬木制成。其中一支箭被修复过,前端用山茱萸木(Cornus)修复。匕首柄也由一块梣木(Fraxinus excelsior)的硬木制成。匕首鞘是用椴树皮(Tilia)编结而成。他还携带了两个用桦树皮(Betula)制成的容器,其中一个容器中发现了用挪威枫树(Acer platanoides)叶子包裹的木炭碎片。
从木炭残骸中可以鉴定出几种木材种类,可能是云杉(Picea/Larix类型)、松树(Pinus mugo类型)、绿桤木(Alnus viridis)、一些蔷薇亚科植物,可能是唐棣(cf. Amelanchier ovalis)、矮柳(Salix reticulata类型)和榆树(Ulmus)。
一种背包是用一根弯成U形的粗榛树枝(Corylus avellana)和两根粗加工的落叶松木条(Larix decidua)制成的。
与冰人一起发现的大多数木材种类生长在山地地区(山谷底部至海拔1800米),尽管也代表了一些亚高山(海拔1800-2500米)和高山(海拔2500米以上)针叶树种。它们的生态需求指向喜温的夏栎-槲栎混交林群落(Quercetalia pubescenti-petreae)和山地云杉林(Piceetum montanum)之间的过渡带。挪威枫树(A. platanoides)、欧洲红豆杉(T. baccata)、梣树(Fraxinus sp.)、椴树(Tilia sp.)和榆树(Ulmus sp.)可以推断出一个潮湿的栖息地,土壤富含矿物质、排水良好,冬季气候温和。
所有这些都类似于今天在南蒂罗尔州下施纳尔斯塔尔和文施高山谷斜坡和峡谷的林地中发现的条件,据推测他住在那里。
因此,植物学证据似乎证实了与工业化前条件相当的气候,并暗示冰川范围与近期过去相似,即使不是略小。这对重建过去和现代气候和冰川发展具有非常重要的影响,并且可以为当前关于气候变化的讨论做出贡献。
图5。 根据MAISCH(2000年)、PATZELT等人(1996年)和PATZELT(2000年)的说法,欧洲阿尔卑斯山全新世的简化细分和冰川变化。全新世的前半叶以冰川普遍处于低位为特征。冰人死于冰川推进期(Rotmoos II),此后冰川显示出接近1850年高位的微小变化。
参考文献
BARONI, C. & OROMBELLI, G. (1996): 简短论文 - 阿尔卑斯“冰人”与全新世气候变化。《第四纪研究》46: 78-83
MAGNY, M. & HAAS, J.N. (2004): 快速通讯 - 阿尔卑斯冰人时期大约在距今5300年的重大广泛气候变化。《第四纪科学杂志》19(5): 423-430
MAISCH, M. (2000): 瑞士阿尔卑斯山气候变化的长期信号:自小冰期结束以来的冰川退缩和未来的冰川消融情景。《地理. 物理. 动态. 第四纪》23: 139-151
OEGGL, K. (2009): 蒂罗尔冰人对中欧考古植物学的意义。《植物历史与考古植物学》18:1-11
PATZELT, G.; BORTENSCHLAGER, S. & POSCHER, G. (1996): A1游览 - 蒂罗尔:厄茨塔尔-因塔尔。《DEUQUA-Tagung Gmunden/Oberösterreich 1996年9月14-16日游览指南》: 23
PATZELT, G. (2000): 阿尔卑斯山全新世的自然和人为环境变化。《生态委员会圆桌会议,第18卷,末次冰期以来环境发展》: 119-125