《Quaternary International》：Geomorphological dynamics at the coast: A sedimentary stratigraphy for Atlit-Yam, the earliest coastal village at the Eastern Mediterranean and its submerged landscape
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在早全新世期间，快速的海平面上升导致了沿海地区的淹没，其中浅层地貌受到的影响最为严重。位于东地中海的卡梅尔海岸保存了此类淹没景观的丰富记录，拥有众多考古遗址，包括保存完好的Atlit-Yam新石器时代村落。为重建淹没海岸地貌的演化过程，研究人员在Atlit-Y
在早全新世期间，快速的海平面上升导致了沿海地区的淹没，其中浅层地貌受到的影响最为严重。位于东地中海的卡梅尔海岸保存了此类淹没景观的丰富记录，拥有众多考古遗址，包括保存完好的Atlit-Yam新石器时代村落。为重建淹没海岸地貌的演化过程，研究人员在Atlit-Yam村落已知范围的内外钻取了23根长度不等的海底沉积物岩芯（长度介于60至240厘米之间）。基于对18根代表性岩芯的分析，建立了淹没景观的精细地层框架。所分析岩芯中识别的沉积序列由相应的沉积相组合（facies associations）所定义，并结合了沉积物的物理（粒度、磁化率）、化学（元素地球化学）及有机（总有机碳含量）性质。此外，沉积物岩芯通过放射性碳年代学进行了年代约束。分析结果揭示了淹没海岸沉积物在空间上的非均质层序，其受沉积物供给、地层动力学、海平面上升及人类活动的影响。本文提出的地层框架能够识别与人类活跃占据时期相关的沉积相。研究人员共识别出十种沉积相，其特征为总有机碳含量、磁化率、P/Al、Ti/Al比值的升高，以及显著不同的粒度组成，揭示了从晚更新世到早全新世期间海平面上升、沉积过程与地貌演化之间复杂的相互作用。本研究为约9600至8600 cal. Yrs BP期间持续的新石器时代占据提供了地层学和年代学证据，该时期早于海岸淹没的早期阶段。这些发现证明了岩芯钻取和沉积学分析在研究早期人类占据沿海地区与海平面上升所导致的地貌转型直接关系方面的优势。
**论文解读：东地中海Atlit-Yam淹没村落的沉积地层学与海岸地貌演化研究**
**一、研究背景与科学问题**
全球变暖与海平面上升的相互作用，尤其是早全新世期间发生的快速海侵事件，导致了全球低洼沿海地区的大范围淹没，深刻改变了区域水文格局与生态系统。这些海侵事件不仅扰动了沉积过程、重塑了海岸地貌形态，还将曾经繁荣的早期人类聚居景观淹没于海底。突发性的淹没过程将广阔的洪泛平原、湿地和河口环境转变为浅海环境，从根本上重构了海岸水动力条件。这种周期性的淹没阶段对海岸地貌动力学、生态系统稳定性及人类土地利用方式施加了强烈约束，并在淹没的陆架环境中留下了独特的地层记录。这些事件既迫使人类种群迁移，又将文化堆积封存于海相沉积物之下，既增加了发现难度，又促进了其长期保存。因此，对新石器时代社会至关重要的许多沿海区域如今静卧于海面之下，作为被淹没的文化遗迹，为理解早期人类-环境相互作用提供了宝贵信息。对淹没景观进行综合的地貌学研究，对于理解海平面上升如何影响新石器时代沿海社会及其如何随时间适应变化的环境条件至关重要。
东地中海东南部的卡梅尔海岸保存了大量保存完好的新石器时代遗址，其中部分如今已被海水淹没，为探索环境变化如何影响沿海社会提供了独特契机。Atlit-Yam遗址（约9500-8600 cal. BP）是保存最为完好的淹没新石器时代遗址之一，其建筑遗迹、日用器物和有机材料的卓越保存状况为了解海侵之前的沿海生活方式提供了一个罕见的窗口。尽管已有大量考古学和地质学研究，但对于Atlit-Yam遗址在淹没之前与无陶新石器时代聚落具体相关的局地地貌动力学过程，仍存在显著的知识空白。
**二、研究内容与意义**
研究人员从Atlit-Yam遗址及其周边区域获取了23根沉积物岩芯（长度约60至240厘米），基于18根代表性岩芯的分析，建立了淹没景观的精细地层框架。通过整合沉积学、地球化学、物理性质和放射性碳年代学等多指标数据，研究人员识别出十种沉积相（SF-A至SF-J），重建了从晚更新世至早全新世的景观演化历史。该研究发表于《Quaternary International》，其地层学与年代学证据表明，在约9600至8600 cal. BP期间存在持续的新石器时代占据，早于海岸淹没的早期阶段。这一发现证明了沉积物岩芯钻取和沉积学分析在研究早期人类占据沿海地区与海平面上升所导致的地貌转型直接关系方面的显著优势。
**三、主要关键技术方法**
研究人员于2022年11月使用R/V Shikmona科考船在Atlit-Yam遗址及其邻近环境开展了为期两天的钻探调查，共获取23根沉积物岩芯，研究区域位于以色列海法大学所属海域。实验室分析包括：使用Bartington仪器配合Geotek多传感器岩芯记录仪测量磁化率（MS）；采用Beckman Coulter LS 13,320激光衍射粒度分析仪进行粒度分布（GS）分析；使用Xenemetrix X射线荧光光谱仪（XRF）检测元素地球化学（EG）组成；采用Skalar Primacs TOC分析仪测定总有机碳（TOC）；从八根岩芯的选定层位中提取木炭碎片（n=12），在佐治亚大学应用同位素研究中心（CAIS）通过加速器质谱（AMS）进行放射性碳测年，使用IntCal20大气校正曲线以OxCal v4.4软件进行日历年代校正，结果以95.4%概率范围（2σ）报告。
**四、研究结果**
**4.1 沉积相**
基于沉积物的目视描述、物理和地球化学性质分析，研究人员定义了十种沉积相（SF-A至SF-J）。SF-A为钙质固结石英砂，含少量砂级海洋生物碎屑，磁化率低（5-10×10?? SI），TOC含量极低（约0.1%）。SF-B为横向不连续的红色古土壤层，富含Al和Fe氧化物，磁化率显著升高（60-130×10?? SI）。SF-C为棕色细粉砂质黏土，是研究区分布最广泛的沉积相，磁化率变化范围大（40-400×10?? SI），TOC含量中等至较高（0.8-2.7 wt%）。SF-D仅出现在AY-H9岩芯中，为红棕色粗粉砂壤土，TOC含量较低（0.1-0.3 wt%）。SF-E仅出现于AY-H13岩芯，为极细灰色黏土，TOC含量较高（1.2-1.8 wt%）。SF-F见于AY-H8岩芯，为深棕色细粉砂质黏土，TOC含量中等至较高（0.5-2.2 wt%）。SF-G见于AY-H21岩芯，为粗深棕色粉砂质黏土，磁化率极低（5-10×10?? SI），TOC含量中等至高（0.6-2.2 wt%）。SF-H在AY-H17岩芯中被识别，为显示绿色纹层的细至中粒粉砂质黏土，TOC含量低（0.3-0.5 wt%）。SF-I见于AY-H1岩芯，为细粒深灰色粉砂质黏土，TOC含量中等至高（0.4-1.45 wt%）。SF-J以松散砂为特征，磁化率极低（1-5×10?? SI），TOC含量极低（0.01-0.1%）。
**4.2 地层学**
从Atlit-Yam地区获取的沉积序列由18根岩芯中识别出的一系列垂向叠置的不同沉积相组成。整个研究区域内最上部地层单元为松散砂（SF-J），形成横向连续的盖层。细粒沉积物以粉砂质黏土相（SF-C至SF-I）为主，厚度各异。红棕色壤土单元（SF-B）在研究区西部零星出现，直接覆盖于基底单元之上。最下部单元为固结钙质砂岩（SF-A），见于选定岩芯的底部。
**4.3 年代学框架**
从八根沉积岩芯（AY-H1、AY-H4、AY-H7、AY-H9、AY-H12、AY-H13、AY-H16和AY-H17）的不同深度（岩芯顶部以下15至130厘米）获取了放射性碳年代。被测样品均来自细粒沉积相单元（SF-C至SF-I），为地层学提供了年代学约束。校准后的放射性碳年龄显示，SF-C至SF-I沉积组合的年龄范围为约9600至8600 cal. BP。
**五、讨论与结论**
研究的年代地层学分析表明，细粒SF-C至SF-I沉积序列的堆积发生在约9600至8600 cal. BP期间，即早全新世相对海平面快速上升阶段。最古老的沉积单元SF-A代表固结钙质砂岩（当地称为Kurkar），形成于更新世。在部分地区，红色壤土古土壤层（SF-B，当地称为Hamra）覆盖于基底钙质砂岩之上，测年结果为80,000至30,000 BP。SF-C至SF-I沉积相记录了粉砂质黏土沉积的显著转变，其厚度较前人研究有所增加，研究人员将此解释为受不规则局限地貌环境控制的结果。该层序以SF-J砂质沉积相的堆积告终，代表海平面上升过程中高能海岸或近岸沉积作用。
景观重建模型揭示了四个主要演化阶段：第一阶段（晚更新世，>20,000 BP），Kurkar砂脊平行于当时的海岸线发育，在砂脊之间的洼地中发育了厚度不一的红色壤土古土壤层；第二阶段（末次冰期晚期至早全新世，约20,000至8200 cal. BP），卡梅尔海岸经历了显著的地貌变化，海平面在10000 BP时估计位于PMSL以下25至35米，岸线位于现今位置以西约2.5公里处；第三阶段（8200 cal. BP至今），海平面持续上升，海岸线东移，淹没了Kurkar砂脊并在遗址上沉积了砂质盖层。
本研究的地层关系表明，遗址的废弃发生在约8200 cal. BP，早于约8000 cal. BP的完全海侵，暗示人类废弃与物理淹没之间存在潜在的时间解耦，表明废弃可能受淹没前的渐进性环境退化影响，而非直接的海洋洪水所致。沉积学和地球化学证据显示，在约9600至8600 cal. BP期间人类活动导致的沉积物堆积显著增加。Atlit-Yam聚落策略性地定位于覆盖于局部钙质砂岩砂脊之上的粉砂质黏土沉积上，提供了相对稳定且资源丰富的土地。持续的海平面上升、海洋环境沙粒输入增加及水井进一步盐碱化等环境压力源，可能超出了社区的适应能力，并与包括8200 cal. BP事件在内的短期气候变率相互作用，共同导致了遗址的最终废弃。
研究结论指出，对多根岩芯的综合沉积学、地球化学、地层学和年代学分析揭示了具有升高TOC、MS和P/Al比值的 anthropogenic 沉积相，测年结果为约9600至8600 cal. BP，反映了强化的新石器时代活动、用火和局地土地管理。这些人为信号叠加在背景陆相和低能海岸沉积过程之上，表明是在动态演化景观中的持续人类存在，而非短暂占据。遗址废弃发生在最终海侵之前，环境退化而非突发性洪水是聚落终止的主要驱动因素。本研究为早期人类占据动态沿海环境与海平面上升之间的关系提供了直接的地层学和年代学证据，也为解释全球其他淹没考古遗址提供了方法论框架。
