古代亚马逊人有意创造肥沃的“黑暗地球”

亚马逊河流域以其广阔而茂密的热带森林而闻名，因此人们可能会认为亚马逊的土地同样丰富。事实上，森林植被背后的土壤，特别是在丘陵高地，令人惊讶地贫瘠。亚马逊的大部分土壤都是酸性的，营养成分低，这使得耕种是出了名的困难。

但多年来，考古学家在亚马逊的数百个地点挖掘出神秘的黑色和肥沃的古老土壤。这个“黑暗的地球”在人类定居点及其周围被发现，其历史可以追溯到数百到数千年前。关于超级肥沃的土壤是有目的地创造的还是这些古代文化的巧合副产品，一直存在一些争论。

现在，由麻省理工学院、佛罗里达大学和巴西的研究人员领导的一项研究旨在解决关于黑暗地球起源的争论。该团队将土壤分析，民族志观察和对现代土著社区的采访的结果拼凑在一起，以表明古代亚马逊人故意生产黑暗的土壤，以改善土壤并维持大型复杂社会。

“如果你想拥有大型定居点，你需要一个营养基础。但是亚马逊的土壤大量浸出养分，自然不适合种植大多数作物，“麻省理工学院地球，大气和行星科学塞西尔和艾达格林教授泰勒佩伦说。“我们在这里认为，人们在创造黑暗地球方面发挥了作用，并有意修改了古代环境，使其成为人类更好的地方。

事实证明，黑暗的地球含有大量的碳储存。随着几代人对土壤的耕作，例如用食物、木炭和废物来丰富土壤，地球积累了富含碳的碎屑，并将其锁定了数百到数千年。通过故意制造黑暗的土壤，早期的亚马逊人可能无意中创造了一种强大的碳封存土壤。

“古代亚马逊人在土壤中投入了大量的碳，其中很多今天仍然存在，”合著者塞缪尔戈德堡说，他在麻省理工学院读研究生时进行了数据分析，现在是迈阿密大学的助理教授。“这正是我们想要的减缓气候变化的努力。也许我们可以在更大范围内调整他们的一些本土策略，以我们现在知道会长期存在的方式锁定土壤中的碳。

该团队的研究今天发表在 《科学进展》上。其他作者包括前麻省理工学院博士后和主要作者Morgan Schmidt，佛罗里达大学的人类学家Michael Heckenberger以及来自巴西多个机构的合作者。

现代意图

在他们目前的研究中，该团队综合了施密特、赫肯伯格和其他人之前收集的观察结果和数据，同时自 2000 年代初以来与亚马逊的土著社区合作，并在 2018-19 年收集了新数据。科学家们将他们的田野工作集中在亚马逊东南部辛古河流域上游的Kuikuro土著领地。该地区是现代Kuikuro村庄以及Kuikuro祖先居住的考古遗址的所在地。在多次访问该地区时，当时是佛罗里达大学研究生的施密特被一些考古遗址周围的深色土壤所震惊。

“当我看到这片黑暗的土地以及它是多么肥沃，并开始挖掘关于它的已知信息时，我发现这是一个神秘的东西 – 没有人真正知道它来自哪里，”他说。

施密特和他的同事们开始观察现代Kuikuro管理土壤的做法。这些做法包括产生“中间”——成堆的废物和食物残渣，类似于堆肥堆，保存在村庄中心周围的某些位置。一段时间后，这些废物堆分解并与土壤混合，形成黑暗而肥沃的土壤，然后居民用它来种植庄稼。研究人员还观察到，Kuikuro农民将有机废物和灰烬散布在更远的田地上，这也会产生深色土壤，然后他们可以在那里种植更多的作物。

“我们看到他们为改变土壤和增加元素所做的活动，比如在地面上撒灰，或者在树根周围撒木炭，这显然是故意的行为，”施密特说。

除了这些观察之外，他们还采访了村民，以记录Kuikuro与黑暗土地有关的信仰和实践。在其中一些采访中，村民们将黑土称为“eegepe”，并描述了他们创造和耕种肥沃土壤以提高其农业潜力的日常做法。

根据这些观察和对Kuikuro的采访，很明显，今天的土著社区通过他们改善土壤的做法故意制造黑暗的土壤。但是，在附近的考古遗址中发现的黑暗地球是否是通过类似的故意做法制造的？

土壤中的桥梁

为了寻找联系，施密特加入了佩伦的小组，在麻省理工学院担任博士后。他、佩伦和戈德堡一起对上新古地区的考古和现代遗址的土壤进行了细致的分析。他们发现了暗土空间结构的相似之处：暗土的沉积物以放射状模式被发现，主要集中在现代和古代定居点的中心，并像车轮的辐条一样延伸到边缘。现代和古代的暗土在成分上也相似，并且富含相同的元素，如碳、磷和其他营养物质。

“这些都是人类，动物和植物中的元素，它们是减少土壤中铝毒性的元素，这在亚马逊是一个臭名昭著的问题，”施密特说。“所有这些元素使土壤更适合植物生长。

“现代和古代之间的关键桥梁是土壤，”戈德堡补充道。“因为我们看到了这两个时间段之间的这种对应关系，我们可以推断，我们今天可以观察和询问人们的这些做法也在过去发生过。

换句话说，该团队首次能够证明古代亚马逊人有意耕种土壤，可能是通过类似于今天的做法，以种植足够的作物来维持大型社区。

更进一步，研究小组计算了古代黑暗土壤中的碳含量。他们将对土壤样本的测量与通过几个古代定居点发现黑暗地球的地图相结合。他们的估计显示，每个古老的村庄都含有数千吨碳，由于土著人类活动，这些碳已经在土壤中封存了数百年。

正如该团队在他们的论文中总结的那样，“受古代黑暗土地持续肥沃的启发，现代可持续农业和减缓气候变化的努力可以借鉴土著亚马逊人至今采用的传统方法。

麻省理工学院的这项研究得到了安利捷水和食品系统实验室以及空军人工智能加速器部的部分支持。实地研究得到了国家科学基金会，温纳-格伦基金会和威廉·塔尔博特·希尔曼基金会对佛罗里达大学的资助，并由巴西的Goeldi博物馆和国家博物馆赞助。