希腊Petralona头骨新铀系测年揭示欧洲人类演化关键化石的最小年龄为286±9 ka

为解决Petralona洞穴头骨这一欧洲人类演化关键化石的长期年代争议，法国国家自然历史博物馆等机构的研究团队通过铀系(U-series)测年技术，首次对头骨表面方解石进行直接测定，获得其最小年龄为286±9 ka。该研究明确了这一化石属于中更新世晚期，为理解欧洲直立人(H. erectus)、海德堡人(H. heidelbergensis)与尼安德特人(H. neanderthalensis)的共存关系提供了关键年代证据，相关成果发表于《Journal of Human Evolution》。

　　

在希腊北部Chalkidiki地区的Petralona洞穴中，一具近乎完整的古人类头骨自1960年发现以来，就因其独特的形态特征成为学界争论的焦点。这个被归类为海德堡人(H. heidelbergensis)的化石，既具有与非洲Kabwe头骨的相似性，又显示出与尼安德特人不同的原始特征，但其确切年代却因缺乏明确地层背景而长期悬而未决。过去60年间，不同团队采用电子自旋共振(ESR)、热释光(TL)和铀系测年等方法，得出的年龄跨度从17万年到70万年不等，这种巨大差异严重阻碍了对欧洲中更新世人类演化的准确解读。

法国国家自然历史博物馆古人类研究所(UMR 7194 HNHP MNHN-CNRS-UPVD)的Christophe Falguères团队联合国际研究者，针对这一科学难题开展了系统性研究。研究人员创新性地聚焦于头骨表面直接生长的方解石——这是唯一能提供化石直接年代信息的材料，采用新一代多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)技术进行高精度铀系测年。相关成果发表在《Journal of Human Evolution》上，为欧洲人类演化树增添了精确的时间坐标。

研究团队运用两种先进技术：单接收四极杆质谱(ICP-Q-MS)用于常规样品分析，而关键的头骨样本则采用更高精度的多接收质谱(MC-ICP-MS)测定。样品前处理严格遵循酸溶解-树脂分离流程，通过²²⁹Th-²³³U-²³⁶U三重示踪剂校正，确保同位素比值测量的准确性。此外，团队还系统采集了洞穴三个主要区域（A1-A2坑、B剖面和发现头骨的"Mausoleum"区域）的方解石样品进行对比分析。

研究结果部分呈现了突破性发现：

1. 1.

   头骨年代确定

   头骨表面白色方解石(PEC-B)测得286±9 ka的有限年龄，首次为该化石确立了可靠的最小年代。这一结果修正了早期ESR得出的16-20万年估计，将Petralona头骨定位在海洋同位素阶段(MIS)8初期，与非洲Kabwe头骨年代相当。

2. 2.

   洞穴沉积历史重建

   "Mausoleum"区域壁面方解石(PE06a)显示510±29 ka的年龄，证实头骨并非如早期认为的那样"附着于墙壁"，而是独立沉积事件。走廊地层的多层方解石(PE05)揭示洞穴在MIS11-7期间经历了410-230 ka的多次沉积-侵蚀循环。

3. 3.

   演化意义阐释

   B剖面的方解石测年(PE01: 535±22 ka)表明该区域存在更古老的沉积历史。结合地层学证据，研究人员提出"悬挂方解石"模型：早期沉积物被侵蚀后，残留的方解石层成为后期沉积物的"天花板"。

讨论部分强调了三个关键进展：首先，286 ka的最小年龄支持欧洲中更新世晚期存在非尼安德特人谱系的古老人群，这与巴尔干地区Mala Balanica等发现共同挑战了单一线性演化观点。其次，方解石生长序列证实洞穴经历了复杂的地质改造过程，说明早期地层学关联存在误判可能。最后，形态学比较表明Petralona头骨代表的海德堡人种群可能与尼安德特人祖先谱系长期共存，这种多样性为理解人类演化提供了新视角。

这项研究不仅解决了长达60年的年代学争议，更通过精确定位Petralona头骨在演化树上的位置，为重构欧亚大陆中更新世人类迁徙与适应模式提供了关键锚点。未来研究可结合古蛋白质组学等新兴技术，进一步揭示这些不同人类群体间的基因交流与生态适应策略。