破解史前巨石陣謎團!科學家分析核心樣本找到石材來源

  • 文/韻涵|以人文視角洞察科普,淺顯轉述科學奧義。這輩子離不開地球,只能遙望星空。

巨大石塊突兀地聳立在平原上,它們怎麼會出現在這,為什麼會圍成一個圓,是用作神秘儀式,還是外星人傑作?數百年來,科學家試圖探索英格蘭史前遺跡巨石陣(Stonehenge)之謎,如今多虧了保存在美國逾半世紀的巨石核心樣本,巨石陣石材的身世謎團終於解開。

圖/Pixabay

英格蘭布萊頓大學(University of Brighton)地形學家納許(David Nash)領導的研究團隊,利用 X光分析組成巨石陣的 52 塊淺灰色砂岩「撒森岩」(sarsens)的化學組成,發現其中含有 99% 的矽土,以及其他諸多化學成分。

科研團隊檢測的 52 塊撒森岩中,有 50 塊與距離 25 公里外的西伍茲(West Woods)的岩石組成相似;西伍茲位於英格蘭威爾特郡(Wiltshire)馬堡丘陵(Marlborough Downs)南方,距離巨石陣約 25 公里。納許說:「大部分岩石都有著共同的化學物質,顯示它們來自同一區。」

圖/Google Map

納許表示,「撒森岩建構巨石陣標誌性的外圈,以及中央的馬蹄形三石結構,非常龐大。」英格蘭遺產委員會(English Heritage)介紹,三石結構指的是兩塊垂直岩石支撐上方的一塊水平石塊。巨石陣約在西元前 2500 年建造,經年風蝕雨淋,許多石塊已然掉落或失蹤,目前最高聳的石塊約 9.1 公尺,最重的石塊達 30 噸。

關鍵巨石核心棒,失而復得

1958 年,考古學團隊聘請鑽石切割公司「萬磨」(Van Moppes)搶救一組掉落的三石結構,工程人員在巨石上鑽了三個孔,取出三支巨石核心棒,再嵌入足以支撐三石結構的金屬棒。

其中一支直徑約 25 公分、長約 108 公分的巨石核心樣本,送給參與修復工程的萬磨雇員菲力普斯(Robert Phillips),他 1977 年獲准攜帶這個巨石陣樣本移民美國,輾轉各州後落腳佛羅里達; 2019 年,菲力普斯90大壽前夕,決定把樣本歸還英格蘭遺產委員會,讓研究團隊有機會一探巨石陣石材的來歷。

這支「菲利浦斯核心」(Phillips core)巨石核心樣本歸還的消息傳開後,第二支核心棒也在附近博物館被找著,但它並不完整,只剩18公分,其餘的部分以及第三支核心棒至今仍下落不明。

英格蘭遺產委員會將半根「菲利浦斯核心」交由納許團隊研究分析,另外半根則由委員會妥善保存。納許團隊利用「感應耦合電漿質譜儀」(Inductively coupled plasma mass spectrometry,簡稱 ICP-MS),詳盡分析半根「菲利浦斯核心」,精準辨識更多化學元素,接著比對另外 20 處的岩石樣本,發現巨石陣的岩石與西伍茲的岩石組成最接近。

納許說:「利用 21 世紀的科學技術探索新石器時代(Neolithic)的歷史,最終解答考古學家辯論數個世紀之謎,著實令人興奮。」

這項發表於開放式科學期刊《科學進展》(Science Advances)的研究結果,呼應了巨石陣在 4500 多年前被運送到現今地點的理論,當時是巨石陣建造的第二階段,凸顯建造者來自高度組織化的社會。

英格蘭遺產委員會考古學研究員蘇珊‧葛瑞尼里(Susan Greaney)說:「新研究得以確定巨石陣建造者在西元前 2500 年取材的地點,著實令人興奮。我們猜測撒森岩可能來自馬堡丘陵,但之前還無法確定,威爾特郡許多地區都有撒森岩,石材可能來自四面八方。」她表示,新證據反映出「建造者在此階段規劃縝密且考量周全」。

新研究結果也推翻了過往文獻假說,該假說認為其中一塊大型的「席爾石」(Heel Stone)為就地取材或早在其他石柱聳立前就已經在那兒。

17 世紀的英國自然哲學家約翰奧布里(John Aubrey)曾假設,奧佛頓森林(Overton Wood)與巨石陣之間可能有關係,奧佛頓森林可能是西伍茲的舊稱。葛瑞尼里說:「建造者想利用當時能找到最大且最耐用的石材,就近尋找也很合理。」

巨石陣的石材從何而來,一直是科學家想要搞懂的問題。圖/Photo © Pam Brophy (cc-by-sa/2.0)

青石來歷,去年驗明

地質學家和考古學家長期以來知道,巨石陣中較小的「青石」(bluestones)來自威爾斯(Wales)西方的普萊西利群丘(Preseli Hills),離巨石陣約 200 公里處;然而,此論點直到去年才有確切的地質學研究佐證。

英國考古學家湯瑪斯(Herbert Henry Thomas)1923 年宣稱,青石源自威爾斯西部,但當年缺乏有力科學證據而遭學界質疑。

英國倫敦大學(UCL)考古學研究所教授皮爾森(Mike Parker Pearson)領導的科研團隊,利用地球化學分析石柱的元素組成,確認青石來自威爾斯西部,但並非湯瑪斯所說的 Carn Menyn 礦場,而是普萊西利群丘的 Carn Goedog 和 Craig Rhos-y-felin 採石場,研究結果 2019 年刊載於《古物》(Antiquity)期刊。

學界普遍認為,新石器時代的建造者利用人力和畜力拖拉,或以木製滾輪運送等方式搬運巨石,但運輸路線仍是個謎。納許說:「當時肯定費了一番功夫,巨石陣的建造石材來自不同地區。」納許表示,研究團隊未來企盼運用各種技術,進一步解答巨石陣石材運送路線等謎團。

參考文獻

  1. Nash, D. J., Ciborowski, T. J. R., Ullyott, J. S., Pearson, M. P., Darvill, T., Greaney, S., … & Whitaker, K. A. (2020). Origins of the sarsen megaliths at Stonehenge. Science Advances, 6(31), eabc0133. DOI: 10.1126/sciadv.abc0133
  2. Pearson, M. P., Pollard, J., Richards, C., Welham, K., Casswell, C., French, C., … & Bevins, R. (2019). Megalith quarries for Stonehenge’s bluestones. Antiquity, 93(367), 45-62. DOI: 10.15184/aqy.2018.111
  3. 英格蘭遺產委員會
  4. Live Science:Returned chunk of Stonehenge solves long-standing monument mystery
  5. 路透 Scientists solve mystery of the origin of Stonehenge megaliths
  6. Science alert: We Finally Know Where The Megaliths of Stonehenge Really Came From
  7. 英國廣播公司 Missing part of Stonehenge returned 60 years on

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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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