古城毀滅瞬間的藝術復原圖(圖片來源:Allen West and Jennifer Rice)
《聖經》中有一個關於索多瑪城的故事,這座死海旁邊的繁榮城市被天降的“石頭和火焰”徹底摧毀。而最近發表於《科學報告》的一項研究揭開了一個類似的故事:一場由隕石造成的空爆夷平了整座城市。
大約3600年前,中東地區坐落著一個古老和繁榮的城市。居民像往常一樣,過著忙碌而平靜的生活,突然伴隨著一陣強光和巨響,空氣開始劇烈升溫,整座城市開始融化。待一切平靜下來之後,城牆碎成了粉末,居民和動物的身體被撕成了碎片,整座城市只剩下了斷壁殘垣。
這裡曾發生過什麼?又被什麼毀滅了?當考古學家面對著這座城市的廢墟時,這些疑問深深環繞在他們的腦海中。
被掩埋的城市
這座古城被稱作Tall el-Hammam(TeH),坐落在死海東北方向約11千米處。從約公元前4700年起,這裡就非常繁榮,全盛時期,TeH古城的面積甚至達到了耶路撒冷的十倍以上。
這樣的繁盛景象曾維持了3000多年。然而在2005年,當考古學家從廢墟中挖掘出這座城市的遺址時,這裡卻只剩下了一片斷壁殘垣——除了少數幾處,幾乎每一座建築都被破壞殆盡,只剩下被“削平”到一樣高度的牆根。奇怪的是,在這些建築周圍也幾乎找不到散落的磚塊,只有少數小塊的泥磚碎塊零星散落在個別區域。
最初讓研究者意識到不對勁的是一層約1.5米厚的黑色沉積物,這被稱為“破壞層”,其中混雜著大量的木炭、灰燼、被燒灼過的破碎泥磚和熔化的陶器碎片。這一下子就否決掉了“常見”的城市滅亡原因——火山、地震或是戰爭,它們都無法帶來熔化陶器的極端高溫。
為了獲得最終的答案,數百人展開了近15年艱苦的挖掘和材料分析工作。最終,這項研究發表於《科學報告》,文章共有21名共同作者,包括古人類學家、地質學家、地球化學家、地貌學家、礦物學家、古植物學家、沉積學家等多個領域的研究者。
上圖為災難發生前城市的復原圖,下圖為如今的遺址(圖片來源:原論文)
尋找證據
想知道過去發生了什麼,只能讓遺蹟自己“說話”。正是在不斷髮掘、分析和尋找證據的過程中,研究者發現了越來越多不能用常規原因解釋的遺蹟。
最為明顯也最先被注意到的,是“破壞層”中發現的陶器碎片。一些陶器碎片的表面明顯熔化成了多孔的玻璃,更深層的位置雖然沒有玻璃化,但顏色明顯變黑,呈現出被高溫燒灼過的痕跡。為了確定當時的環境溫度,研究者在實驗室將溫度升高至1500℃,才使一小塊陶片出現了熔化的跡象。顯然,要想讓陶片完全熔化,當時的溫度只會更高。
暗示超常高溫的證據不止這一點:泥磚和陶片碎塊的表面發現了一些曾熔化又重新凝固的石英顆粒。除此之外,研究者在破壞層中還發現了大量的微小“球粒”,它們主要是熔化後又重新凝結成球的金屬顆粒,其中包括熔點在1768℃的鉑和熔點在2466℃的銥。
兩塊表面明顯玻璃化的陶片,左圖為幾乎沒有燒灼痕跡的內側,右圖為明顯玻璃化並出現起泡的外側
除了異常高溫之外,這座城市似乎還經歷了瞬間的高壓。在破壞層中,他們還發現了極小的類金剛石碳(Diamond-like carbon)顆粒,它的硬度可以與鑽石媲美,研究者推測是木材和植物中的碳在高溫高壓下瞬間發生了結構變化。另一個更為顯著的證據是,在破壞層中發現了被稱為“衝擊石英”的細微薄片狀石英顆粒。石英的硬度很高,需要極高的溫度和壓強才能改變其結構(有研究認為需要大於8GPa和1600℃,並持續14~20秒)。它被認為是地面發生了強烈撞擊或爆炸的有力證據,一般只會出現在隕石撞擊或是核爆炸的現場。
那麼,可能帶來如此極端的高溫高壓的“罪魁禍首”只剩下了一個——隕石。
重現災難全貌
到此,研究者基本恢復了整個故事的全貌:在約3600年前的一天,一塊隕石宣告了這座城市的終結。模型結果顯示,隕石並未擊中地面,而是在距離地面約4千米的高處發生了爆炸。這一爆炸釋放的能量約等於廣島原子彈的1000倍,使整個城市的氣溫迅速飆升至2000℃以上,無論是樹木還是布料都在瞬間化為灰燼。隨後,巨大的衝擊波破壞了整座城市,衝擊波速度可達1200千米每小時,威力超過了有記錄以來的所有龍捲風。
在這樣的衝擊下,城中近8000位居民無一倖免。事實上,研究者只找到了5具還能勉強辨認的人類遺骸,其餘人的骨骼在高溫和衝擊下破碎成了指甲蓋大小的碎片,與其他動物的混在一起,散落在厚厚的廢墟層中。
隨後,根據研究人員推測,爆炸使死海的大量海水蒸發或噴濺而出,鹽分導致周圍的大量土地嚴重鹽鹼化,農作物根本無法在此生存。這一情況可能持續了近600年,直到稀少的降雨終於將土壤中的鹽分沖刷掉。或許就是土地無法耕種,使得周圍的倖存者徹底拋棄了這座城市和周邊100多處定居點,古城TeH就此隕落。
在論文最後,作者提到了一個有趣的猜測。《聖經》中有一個關於索多瑪城的故事,這座城市也坐落在死海附近,但一日石頭和火從天而降,居民被殺,城市傾覆——這與TeH古城的故事出奇相似。
在介紹自己的研究結果時,作者這樣寫道:“……我無法肯定,或許這個《聖經》故事其實是這場隕石事件的目擊記錄。但無論如何,最可怕的是,這幾乎不會是人類城市最後一次遭遇隕石撞擊的命運。”
撰文:二七 審校:石雲雷
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https://www.nature.com/articles/s41598-021-97778-3#Sec33