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                首頁 > 每日科學

                古冰芯鉛汙染或々可追蹤國家興衰

                2020-04-01 中國科學報
                【字體:

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                在中世紀時◤期,英國峰區Peveril城堡周圍風景〓如畫的地區是鉛礦開采中心和“工業景觀”。圖片來源:Robjem/iStock

                  在英◣國峰區,風景如畫的卡斯爾∴頓村坐落在一塊露∩出地面的石灰巖腳下,山頂上有一座中世紀城堡。如今,徒步旅行者們蜂擁而至欣賞這★一地區的自然美景,這裏是英國第一個國家公園所在地。但在800年前,荒原和樹木繁茂的峽谷“被有毒的鉛汙染覆蓋”,諾丁漢々大學考古學家Chris Loveluck說,“城堡附近的皇家狩獵林是工業景觀。”

                  據《科學》報道,在這裏,農民開采和冶煉了很多鉛,以至於在他←們體內留下了有毒的痕≡跡,而風將鉛塵吹到了1500公裏外的瑞士阿爾卑斯山的╱冰川上。Loveluck和他的∞同事們說◤,冰川保存了中世紀鉛生產的〇詳細記錄,特別是當用一種新■方法進行分析時,可以跟蹤幾周甚至幾天的沈積情況。

                  鉛能追蹤『銀的出產,因為它們往往在同一礦石中被發現。研究小組發現,廣泛分布的鉛汙染是中世紀英國經濟的敏感晴雨表。正如他們在本周出版的《古代史》上發表的一項研究報告中所述,當國王』掌權、鑄造銀幣、建造大教堂和█城堡時,冰川中卐的鉛含量飆升;當瘟疫、戰爭或其他危〗機減緩了采礦速度,空氣變得清新時╱,冰川中的鉛含量大幅下降〇。未參⌒ 與此項研究的萊斯特大學歷史學家Joanna Story說:“這是非同尋◣常的——鉛的使用情況與國王的變遷相關。”

                  去年的一項▃研究表明,大部分鉛汙染來自德國的礦山。最近,科學家們在北極冰芯和歐洲◆的湖泊沈積物中發現了令人震驚的中世紀時期沈積的鉛★峰值。這項新研究指向了英◇國。

                  在與Loveluck和哈佛大學歷史學家的合作下,奧羅諾州緬因大學冰川學家Paul Mayewski和他的№團隊,分析了2013年在瑞士∏阿爾卑斯山Colle Gnifetti冰川鉆取的冰芯中的鉛。這個72米長的冰芯︻保存了2000多年△來的汙染、火山爆發和撒哈拉沙塵暴的沈降物。為了以盡可能高的分辨率解讀這一記錄,研究▼小組沿著冰芯的長度用激光切出了120微米的冰片,每個冰片僅代ζ表幾天或幾周的降雪。他們分析了來自每米冰芯的約50000個樣本中的約12種元素,其中包括鉛。

                  冰芯數據顯示,在公元1170年至1219年間,鉛〓含量急劇上升。“這是現代□ 化之前鉛汙染的最高水平”,哈佛♀大學和布魯克林長島大學的歷史學家Alexander More說。鉛含量與1890年工業革命高峰期的記◎錄相當。

                  為了找到中世紀鉛含▲量高峰的來源,研究小組模擬了汙染是如〗何通過歐洲的氣↙流傳播的。模型顯示,在夏季的幾個月裏,夾著ξ 鉛的風從西北部(也就是英國)吹向冰川。春季和秋季收獲季節之間的夏季,也是峰區農民開采鉛最多的時候。“在卡斯爾頓打碎巖石,冶煉礦石,鉛被收集起來並被運送到阿爾卑斯山西部。”印第安納大學布魯∩明頓分校歷史學家Ann Carmichael說。

                  Loveluck通過對英制管輥的研究證實了這一模型,英制管◆輥是一種歷史卷軸,記錄了礦♀工每年為鉛載運所支付的年度稅款。在∏哈佛大學2018年的一次研討會●上,地球科學家和歷史∑ 學家發現,它們可以與瑞士冰芯中@的鉛汙染、繳納的稅款以及英國歷史上的事件相提並論。例如,當Mayewski在圖表上顯示1170年鉛汙染急劇下】降時,Loveluck和哈佛歷史學家Michael McCormick立刻知道了原因。1170年是亨利二世的刺客殺死坎特伯雷大主教的那一年。亨利被逐出教會,Loveluck說,“沒有人繳稅”,采礦停止▲了。

                  哥倫布俄亥俄州立大學地球¤化學家Paolo Gabrielli警告說,其他國家的礦藏也可能∮導致了冰芯中鉛含々量的激增。沙漠研究所雪水文學『家Joe McConnell質疑這項ぷ新研究的準確性。他指出,瑞士冰川上的大部分雪都被吹走了,在冰層中留下了不完整的記@錄。

                  解決這一爭論的一種方法是核查采礦記錄。McCormick說,銀和鉛的開采在傑爾姆的哈茨山達到頂峰。研究人員還可以研究英國和德國礦井中的鉛是否具有獨特的同位素特征。如果是這樣,冰芯記錄中的同位素可以確定哪個地區∞汙染最嚴重。與此同時,其他團隊正在分析阿爾卑斯山其他地方的冰芯中的鉛∮峰值。“在所有這些冰川融化之前,我們必須盡快完成↓這項工作。 ”Carmichael說。

                打印 責任編輯:侯茜
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