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2025-10-01變幻莫測的大地vs史前先民 環境考古學 670 期

Author 作者 林淑芬|筆者原為地質學專長,在考古領域中專攻科技考古和環境考古學研究。

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.環境考古學是將環境科學理論與技術融入考古學中的研究,以探索史前環境變動時,對人類行為與文化發展的影響。
.環境考古學透過替代性指標來建構史前人類生存環境的樣貌與地景,像是透過樹木年輪的寬度和氧同位素比值,回推當時的氣候波動歷史;透過花粉化石了解植被變化;透過碳屑與碳十四定年測定推敲過往野火的發生和年代。
.透過地質鑽探與沉積物、化石分析,並結合碳十四定年法,研究宜蘭古環境變化與考古聚落分布,發現史前先民因應沼澤、沙丘等不同環境而調整居住選址,展現順應自然的生活智慧。


氣候災民:不分貧富,無論古今

人類自20世紀末葉以來,氣候和環境變遷課題已愈來愈受到學界、政府部門乃至一般民眾的重視。大自然為人類提供了生存發展的舞臺,可是自然環境的風雲變幻也時刻影響著人們的社會、經濟,以至政治、軍事、宗教等一切活動。即便是在科學發達的今日,環境問題仍不斷考驗著我們的生存與應變能力。

就在不久前的今(2025)年 1 月份,美國南加州野火成了當地人的噩夢。炎熱且乾燥的氣候條件造成水源減少,地表也累積大量植物性燃料,又逢當地颶風等級的焚風助長肆虐,山火迅速蔓延,不僅奪走 29 條人命,燒毀超過一萬 6000 棟房屋,也迫使超過 20萬人緊急撤離,經濟損失估計高達2750億美元,幾乎相當於全美 GDP 的 1%。當時的野火在多個地點延燒,包括位在美國洛杉磯西方太平洋帕利薩德(Pacific Palisades)的高級社區也在一夕之間成為焦土,許多豪宅被火吞噬只留下斷垣殘壁的景象,說明天災降臨時不分富貴貧賤的殘酷現實。

今日大自然變化所衍生的種種問題正日益加劇,包括全球增溫、氣候遽變、海水面上升、物種滅絕、臭氧稀釋等生態失衡的警訊,使得人們一直引以為傲的「人定勝天」這句話在最近數十年中受到強烈質疑。對於生活型態尚在原始,比現代人更依賴大自然的史前先民而言,變幻莫測的大地給他們帶來的衝擊與考驗勢必也比現代人來得嚴峻。


環境考古學的崛起

自 20 世紀 60 年代開始,考古學經歷了一段影響深遠的學術變革,當時任教於美國芝加哥大學(University of Chicago)的考古學家賓佛(Lewis Binford)和他的學生提出了一項創新的研究理論,稱之為過程主義考古學(processual archeology),又稱為新考古學(new archeology)。這個考古學派推翻了過去偏重於靜態物質遺留的研究模式,轉向強調應以多種不同的角度來檢視史前人類所有的動態行為,另外,古代人群生存的自然環境和人地互動也是其中的一個面向。因此在跨學科整合型研究的學術發展趨勢下,環境考古學(Environmental archaeology)從此趁勢崛起,成為考古學的一門分支學科。

顧名思義,環境考古學乃是環境科學和考古學這兩門學科的結合,主旨在於將環境科學的理論和技術融入考古學領域之中,用以探索史前人類所面對的環境議題。除了嘗試從自然環境的角度來解釋古代人群的行為,也試圖探討環境對於人類文化發展的影響。

環境科學本身就是一門跨多項學科領域的學問,涉及物理學、化學、動物學、植物學、地質學、大氣科學、水文學、生態學等,可說是包羅萬象的知識與研究策略的總和。在方法學上,科學家透過各種精密儀器來監測今日環境參數(例如氣溫、雨量、空氣品質、水質、土壤、重金屬汙染等),以獲得人類活動與自然生態系統之間的相互作用與制約關係,然而想要知道史前人類的生存環境和人地互動情形,並無法以測量古代氣溫或降雨量等環境數據的方式進行,必須透過留有古環境訊號的地質載體,以及藉由替代性指標(environmental proxies)的分析,抽絲剝繭解讀其中的古環境密碼。


● 樹木

例如樹木年輪的寬度和氧同位素比值(δ¹⁸O,指 ¹⁸O 和 ¹⁶O的比值)便可用來建立古代氣候歷史。因為樹木的生長狀況和氣候優劣有關,在溫暖多雨的有利條件下樹木生長快速,不僅形成較寬的年輪,也因雨水中有較多較輕的 16O 而在年輪的纖維素中留下較低的δ18O值,反之亦然。過去成功大學教授陳一菁團隊就曾分析臺東延平林道的紅檜巨木,利用樹輪中的 δ¹⁸O 值成功建立1533~ 2011 年這 500 多年間的降雨歷史,並推論臺灣地區的季風降雨和聖嬰現象(El Niño-Southern Oscillation, ENSO)、太平洋年代際振盪(Pacific decadal oscillation, PDO)之間的可能關聯。……【更多內容請閱讀科學月刊第670期】