煤炭点燃人类文明，3600 年前，人类开始大规模使用煤炭，突破能源限制

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2023-08-11 12:42

2018 年，考古工作者在新疆伊犁地区发掘了距今 3600 年至 3000 年（以 1950 年为基准，下同）的吉仁台沟口遗址，在遗址中发现大量煤灰、煤渣、未燃尽煤块以及煤坑等。这一发现将人类用煤的历史提前到 3000 年前。近日，国内外多家研究机构联合发布了对该遗址发掘出土的煤炭遗存进行多方面研究的结果。

文 | 闻静

煤炭长期以来一直为人类文明提供动力

煤炭是埋藏在地下的古代植物经过复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物，促成了工业革命的发生，被誉为“黑色的金子”“工业的食粮”。

火的使用在人类文明史上具有划时代的意义。人类利用火烧制原始陶器、烧制石灰、冶炼金属等，这样就可以更好地制造和使用工具。

而在煤炭被发现之前，人类用来生火的材料主要是木柴。煤炭的热值是木柴的 2.33 倍，比重是木柴的 3 倍，并且，煤炭的燃烧温度远远高于木材（煤炭是 1700～1900℃，木柴为 700～1000℃）。可以说，人类所使用的主要燃料从木柴向煤炭过渡，是人类文明史上的一幕跃进。

人类大规模使用煤炭最早是在距今 3600 年的时候

系统性煤燃料开采的历史可以追溯到距今第三个千年的后期（即距今 2500 至 2000 年）。尽管在一些史前考古遗址中报告了零星燃烧煤炭作为燃料的情况，但仍然缺乏在距今 2500 之前系统开采煤炭作为燃料的证据。

2018 年，考古工作者在新疆伊犁地区发掘了距今 3600 年至 3000 年的吉仁台沟口遗址，在遗址中发现大量煤灰、煤渣、未燃尽煤块以及煤坑等。这一发现将人类用煤的历史提前到 3000 年前。

近日，兰州大学环境考古团队联合新疆维吾尔自治区文物考古研究所、中国人民大学，以及国内外多家研究机构在学术期刊《科学进展》（Science Advances）上，发表了对吉仁台沟口遗址发掘出土的煤炭遗存进行多方面研究的结果。

气候环境恶化导致燃料来源发生转变

距今 4200 年前的干旱事件是全新世中晚期之间的一次全球气候恶化，被认为是一些古代文明衰退的驱动因素。这一事件在中亚地区的一些沉积物记录中都有所体现。因此，科学家推断可能是气候环境恶化导致了伊犁河上游地区距今 4200 年至 3800 年期间人类活动的衰落和断档。

对吉仁台沟口遗址的木炭、人骨和动物骨骼进行放射性碳测年的结果显示，在早期（距今约 4500 年至 4300 年），当地主要的燃料来源为木柴；而到后期（距今约 3600 年至 2900 年），遗址出现了关于煤炭的从开采到使用的完整记录。

另外，早期木炭遗存显示木柴来源中针叶树、灌木和阔叶树的占比分别为 47.3%、32.3% 和 20.4%，而到后期，阔叶树占据了木柴来源的主导地位（占比为 94.2%），而针叶树和灌木的占比仅分别为 4.0% 和 1.8%。针叶树硬度较低、燃烧热较高，是优质的木柴。放弃优质木柴这种不合逻辑的举动，很可能也是在气候环境恶化的时候人类不得不做出的选择。

幸运的是，人类发现了另一种更好的燃料。

人类文明的发展突破了能源的限制

从约距今 3800 年开始，青铜文明安德罗诺沃文化在欧亚草原上迅速扩张，为吉仁台沟口遗址所在的新疆西北部带来了更复杂的生活和生产方式，促进了当地社群规模的扩大和社会结构的复杂化，同时也使得燃料能源需求增加。

在气候环境恶化导致的木材资源供给的减少的叠加作用下，社会与环境间的矛盾激化，从而最终推动当地人群打破原有的资源利用传统，开发替代性的燃料能源 —— 煤炭。

在距离遗址约 3～4 千米的地方，科学家发现了最近的一批煤层露头。考虑到长距离运输大量煤炭会耗费巨额的劳动力，且很不方便，这些煤层是遗址最合理的煤炭来源。进一步的煤质鉴定结果显示，遗址中的煤炭很可能来自周边 6 处煤层露头中的 3 处。

检测结果还显示了，遗址中的煤炭和附近煤层的煤炭样品均属于烟煤，品质优于常见的褐煤。这说明当时的人群可能有意识地选择了更优质的煤炭。

新研究将人类系统开发煤炭燃料的历史推前了约 1000 年，也使中国新疆成为世界上已知最早系统开发利用煤炭燃料的地区，对了解史前人与环境的相互作用具有重要意义。

如果说在吉仁台沟口遗址附近的人们找到了一条出路，那么在人类文明的历史长河里，会不会有能源不足导致文明衰落的悲剧呢？这些历史被时间剥蚀，我们难以看到全貌，还以为那些文明是突然兴起的，或者诡异地消失了。这些谜题还需要科学家开展进一步的探索。

参考文献：

Earliest systematic coal exploitation for fuel extended to ~3600 B.P. | Science Advances

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