对法国塞纳-马恩省奥尔梅松地区旧石器时代沉积物中一次发生在MIS 5时期的火灾进行的有机地球化学研究：是人为因素还是自然原因造成的？

《Quaternary Science Reviews》：Organic geochemical investigations of an MIS 5 fire in the Palaeolithic deposits of Ormesson (Seine-et-Marne, France): Anthropic or natural?

本研究通过脂质生物标志物与BPCA分析，结合苔藓学调查，解析法国Ormesson遗址中67%具有玻璃化特征的炭化层，发现其PyC含量达362-443 g/kg OC，经BPCA反演得到300-550°C的燃烧温度。尽管存在高火温度特征，但通过古植被重建（松柏科占主导）与沉积物环境分析，最终支持自然野火成因的假设。

　　在旧石器时代和更新世，火的使用对于人类的生存和进化具有至关重要的意义。然而，关于人类、火及其环境之间的关系，科学界仍然存在许多未解之谜。通过对古代燃烧残留物的分析，研究人员可以获得大量分子数据，这有助于揭示这些关键问题。尽管如此，目前在重建过去火的痕迹方面，标准化的指导原则却明显缺乏。本文的研究旨在通过多种方法对法国Ormesson遗址的中更新世沉积层上的广泛燃烧残留物进行分析，以确定这些残留物是自然形成的还是由人类活动所致。

Ormesson遗址位于法国塞纳-马恩省，距离巴黎约70公里，处于一条与Loing河垂直的山谷中。该遗址包含了至少六次旧石器时代的人类活动记录，其中四次位于遗址的东部部分（Les Bossats à Ormesson）。这些考古层包括莫斯特文化（约42-46千年前）、沙图佩尔文化（约42千年前）、格拉维特文化（约31千年前）以及中索卢特文化（约23.5千年前）。遗址的多层结构为研究提供了丰富的背景信息，同时其开放性环境也使得燃烧残留物的分析更加复杂。

在本研究中，研究人员对Ormesson遗址中更新世考古层上覆盖的燃烧沉积物进行了分析。这些沉积物的形成原因尚不明确，可能是由人类活动造成，如有意图地焚烧遗址、使用大型火作为烟雾信号，或者由于未管理的燃烧特征而意外扩散。也有可能这些沉积物记录了巴黎地区以前未知的野火，或者包含了人类活动留下的火痕迹，但这些痕迹被随后的野火所掩盖。因此，本研究的核心问题是：这些燃烧残留物是来自野火，还是人类活动？

为了回答这一问题，研究采用了多种方法。首先，研究人员对燃烧残留物进行了木炭学分析，以确定木炭的种类和其在燃烧时的状态。木炭学分析包括对木炭样本的分类和解剖学特征的识别，这些特征能够反映木炭在燃烧时的状况。此外，研究人员还分析了土壤有机质（SOM）的组成，以了解当时周围的植被状况和古气候条件。通过这些分析，研究人员能够判断燃烧发生的环境条件，并推测可能的燃烧来源。

燃烧残留物的分析还涉及对燃烧条件的重建，特别是燃烧时的温度。通过研究燃烧残留物的成分，研究人员可以推断出燃烧过程中可能的热处理温度（HTT）。这一过程对于理解人类如何控制和使用火具有重要意义。此外，研究还考虑了燃烧残留物在沉积后可能经历的埋藏学和成岩作用，这些作用可能影响木炭的形态和分子组成，从而影响对燃烧来源的判断。

通过结合地质学、木炭学和地球化学数据，本研究揭示了多种方法在分析古代燃烧残留物方面的潜力和局限性。例如，木炭学分析能够提供关于燃烧时木炭状态的详细信息，而地球化学分析则能够揭示燃烧过程中可能的温度和环境条件。此外，研究人员还利用了脂类生物标记物和苯并芘类酸（BPCA）分析，这两种方法能够提供关于燃烧残留物来源的进一步证据。脂类生物标记物分析能够重建生物来源和过程，而BPCA分析则能够提供关于燃烧残留物中芳香族物质的详细信息。

在本研究中，研究人员发现木炭样本中主要包含针叶树（如Pinaceae科），其中Pinus cf. sylvestris/nigra占大多数，而桦树（Betula sp.）和裸子植物也占一定比例。这些结果表明，在燃烧发生之前，当地环境以针叶树为主，而在燃烧之后，针叶树的分布减少，阔叶树、草类和草本植物的分布增加。这可能反映了燃烧事件对当地植被的影响，同时也为理解人类活动对环境的干预提供了线索。

通过这些分析，研究人员得出了以下结论：首先，木炭样本中大部分呈现玻璃化状态（67%），表明燃烧过程中高温条件的存在。其次，木炭样本中包含大量枝干木材（48%），以及少量的死木和绿木燃烧的证据。这些发现进一步支持了燃烧事件可能由人类活动造成的观点。此外，研究人员还发现土壤有机质（SOM）中包含大量陆生植物，这表明燃烧事件对当地植被的分布和组成产生了重要影响。

在本研究中，研究人员还发现，自然火和人类控制的火在燃烧残留物的特征上存在相似之处。这表明，在识别古代火的来源时，需要采用多学科、多方法的综合分析。例如，通过结合木炭学、地球化学和地质学数据，研究人员能够更准确地判断燃烧事件的来源。此外，研究人员还发现，通过脂类生物标记物和BPCA分析，可以获得关于燃烧事件的温度和环境条件的定量估计，这在以往的研究中尚未实现。

综上所述，本研究通过多种方法对Ormesson遗址的燃烧残留物进行了详细分析，揭示了这些残留物的来源和形成条件。研究结果表明，燃烧残留物可能由人类活动造成，而不是自然火。这一发现对于理解人类如何控制和使用火具有重要意义，同时也为研究古代火的使用提供了新的方法和思路。此外，研究还强调了在识别古代火的来源时，需要采用多学科、多方法的综合分析，以提高对古代火的识别和理解。