巨石阵之谜：科学家揭示他们如何追踪祭坛石

没有人确定为什么建造巨石阵。这座举世闻名的纪念碑在威尔特郡的索尔兹伯里平原上，人们认为是为了纪念死者，并与太阳和月亮的运动保持一致。

它由一个外圈和内马蹄形组成，由大的“sarsen”和“trilithon”石头组成，内圈和马蹄形由较小的“青石”组成。它是在 5,000 到 4,200 年前分几个阶段建造的。

祭坛石是巨石阵最神秘的岩石之一，通常与青石混为一类。尽管它的名字（建筑师伊尼戈·琼斯（Inigo Jones）在1620年建议使用它），但它的功能是未知的。

这座重达 6 吨、长 5 米的矩形祭坛石平躺在巨石阵的中心地带，是一种灰绿色的砂岩，体积大得多，成分也与其他青石不同。那么它是从哪里来的呢？

在我们的发表在《自然》杂志上的新论文，我们已经将祭坛石的来源追溯到苏格兰东北部，这意味着它至少行驶了 430 英里（700 公里）到达索尔兹伯里平原。

对于新石器时代来说，这是一个令人难以置信的距离，在人们认为轮子到达英国之前。这一惊人的发现为英国新石器时代居民的能力和远程联系提供了新的视角。

让我们回顾一下我们所知道的，以及我们如何确定祭坛石起源的地区。巨石阵（sarsens）的大石头来自一个几十英里之外，但在新石器时代，移动这些 30 吨重的怪物绝非易事。

较小的、异国情调的青石是另一回事。它们不是巨石阵的本地人，通常重 1-3 吨，高可达 2.5 米。祭坛石也不是本地的，是最大的其他青石的两倍。目前尚不清楚它是何时到达巨石阵的，也不知道它是否曾经直立过。

直到 1923 年地质学家H.H.托马斯（H.H. Thomas）认识到大多数火成岩青石来自威尔士西南部彭布罗克郡的Mynydd Preseli。我们正在进行的工作已经将这些火成青岩的来源提炼到普雷塞利山北坡的各个峭壁上。

托马斯还认为，祭坛石可能取自在Mynydd Preseli南部和东部发现的古老红砂岩岩石，位于通往巨石阵的假定青石运输路线上。这个建议一直存在，80年来一直没有受到挑战。

在 2000 年代初期，我们开始重新研究博物馆藏品中所谓的祭坛石碎片。一些片段显然被错误地识别出来，因此开始了耗时的澄清情况的过程。

最初，祭坛石的起源现在被认为是在威尔士西部，靠近米尔福德港。但在 2010 年代末，我们进一步对其碎片进行了各种地质分析。这些结果暗示了威尔士东部或威尔士边界是其来源，并且打折西威尔士原产地.

但是，如果不直接对祭坛石进行采样，我们怎么能确定博物馆的碎片是真实的呢？今天，我们不允许像过去那样从巨石阵上敲下疙瘩。

新技术

在 2020 年代初，我们开始使用手持式 X 射线荧光分析，一种非破坏性的化学分析方法，在巨石阵青石上 - 特别是在许多声称由较旧的考古发掘收集的祭坛石碎片上。然后，我们将这些与祭坛石本身表面的X射线荧光分析进行了比较。

祭坛石中的沉积物颗粒被矿物重晶石粘合在一起，使其具有不寻常的化学成分，其中钡元素含量很高。

一些博物馆的碎片与祭坛石相同——证明 1844 年从祭坛石中取出了一个带有标签的碎片是真实的至关重要的.这为数不多的珍贵碎片可以用于我们的研究，所以我们不需要直接从祭坛石中收集新的样本。

与此同时，我们的科学团队现在包括来自英格兰、威尔士、苏格兰、加拿大和意大利的地质学家。我们一直在分析来自威尔士和威尔士边境的一系列旧红砂岩样本，试图找到祭坛石的化学和矿物学匹配。

没有什么看起来相似的。到 2022 年秋天，我们得出结论，祭坛石不可能来自威尔士，我们需要更远的地方寻找它的来源。

与此同时，托尼·克拉克（Tony Clarke）的偶然接触，他是科廷大学在西澳大利亚州的珀斯，提供了进一步发展的可能性。

我们邀请科廷小组确定两个祭坛石碎片中一系列矿物的年龄，希望这能提供与其年龄和可能起源有关的信息。这种方法对岩石中的矿物颗粒进行测年，并给出年龄“指纹”，将颗粒与特定区域联系起来。

我们的新研究发表在《自然》杂志上表明祭坛石的年龄指纹表明它来自苏格兰东北部的奥卡迪亚盆地。这个年代测定的发现确实令人惊讶，推翻了一个世纪以来的想法。

令人振奋的是，我们近二十年来的工作成果已经解开了这个谜团。我们可以自信地说，这块标志性的岩石是苏格兰的，而不是威尔士的，更具体地说，它来自苏格兰东北部的古老红砂岩。

其起源于奥卡迪亚盆地，祭坛石已经走了非常长的路——至少 430 英里的直线距离。这是新石器时代纪念碑中使用的任何石头已知的最长的旅程。

我们的分析无法回答祭坛石是如何到达巨石阵的。森林是陆路运输的几个有形障碍之一。海上旅行同样令人生畏。同样，我们无法回答为什么它被运到那里。

无论考古学家将来会发现什么，我们的研究结果都将对理解新石器时代社区、它们之间的联系以及它们如何远距离运输物品产生巨大影响。与此同时，我们继续寻找更精确的祭坛石来源。

尼古拉斯·皮尔斯，地球化学教授，阿伯里斯特威斯大学;理查德·贝文斯， 地理与地球科学系名誉教授，阿伯里斯特威斯大学和罗伯·伊克瑟，考古研究所名誉高级研究员，伦敦大学学院

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