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在英國峰區(qū)，風(fēng)景如畫的卡斯爾頓村坐落在一塊露出地面的石灰?guī)r腳下，山頂上有一座中世紀城堡。如今，徒步旅行者們蜂擁而至欣賞這一地區(qū)的自然美景，這里是英國第一個國家公園所在地。但在800年前，荒原和樹木繁茂的峽谷“被有毒的鉛污染覆蓋”，諾丁漢大學(xué)考古學(xué)家Chris Loveluck說，“城堡附近的皇家狩獵林是工業(yè)景觀。”

據(jù)《科學(xué)》報道，在這里，農(nóng)民開采和冶煉了很多鉛，以至于在他們體內(nèi)留下了有毒的痕跡，而風(fēng)將鉛塵吹到了1500公里外的瑞士阿爾卑斯山的冰川上。Loveluck和他的同事們說，冰川保存了中世紀鉛生產(chǎn)的詳細記錄，特別是當(dāng)用一種新方法進行分析時，可以跟蹤幾周甚至幾天的沉積情況。

鉛能追蹤銀的出產(chǎn)，因為它們往往在同一礦石中被發(fā)現(xiàn)。研究小組發(fā)現(xiàn)，廣泛分布的鉛污染是中世紀英國經(jīng)濟的敏感晴雨表。正如他們在本周出版的《古代史》上發(fā)表的一項研究報告中所述，當(dāng)國王掌權(quán)、鑄造銀幣、建造大教堂和城堡時，冰川中的鉛含量飆升;當(dāng)瘟疫、戰(zhàn)爭或其他危機減緩了采礦速度，空氣變得清新時，冰川中的鉛含量大幅下降。未參與此項研究的萊斯特大學(xué)歷史學(xué)家Joanna Story說：“這是非同尋常的——鉛的使用情況與國王的變遷相關(guān)。”

去年的一項研究表明，大部分鉛污染來自德國的礦山。最近，科學(xué)家們在北極冰芯和歐洲的湖泊沉積物中發(fā)現(xiàn)了令人震驚的中世紀時期沉積的鉛峰值。這項新研究指向了英國。

在與Loveluck和哈佛大學(xué)歷史學(xué)家的合作下，奧羅諾州緬因大學(xué)冰川學(xué)家Paul Mayewski和他的團隊，分析了2013年在瑞士阿爾卑斯山Colle Gnifetti冰川鉆取的冰芯中的鉛。這個72米長的冰芯保存了2000多年來的污染、火山爆發(fā)和撒哈拉沙塵暴的沉降物。為了以盡可能高的分辨率解讀這一記錄，研究小組沿著冰芯的長度用激光切出了120微米的冰片，每個冰片僅代表幾天或幾周的降雪。他們分析了來自每米冰芯的約50000個樣本中的約12種元素，其中包括鉛。

冰芯數(shù)據(jù)顯示，在公元1170年至1219年間，鉛含量急劇上升。“這是現(xiàn)代化之前鉛污染的最高水平”，哈佛大學(xué)和布魯克林長島大學(xué)的歷史學(xué)家Alexander More說。鉛含量與1890年工業(yè)革命高峰期的記錄相當(dāng)。

為了找到中世紀鉛含量高峰的來源，研究小組模擬了污染是如何通過歐洲的氣流傳播的。模型顯示，在夏季的幾個月里，夾著鉛的風(fēng)從西北部(也就是英國)吹向冰川。春季和秋季收獲季節(jié)之間的夏季，也是峰區(qū)農(nóng)民開采鉛最多的時候。“在卡斯爾頓打碎巖石，冶煉礦石，鉛被收集起來并被運送到阿爾卑斯山西部。”印第安納大學(xué)布魯明頓分校歷史學(xué)家Ann Carmichael說。

Loveluck通過對英制管輥的研究證實了這一模型，英制管輥是一種歷史卷軸，記錄了礦工每年為鉛載運所支付的年度稅款。在哈佛大學(xué)2018年的一次研討會上，地球科學(xué)家和歷史學(xué)家發(fā)現(xiàn)，它們可以與瑞士冰芯中的鉛污染、繳納的稅款以及英國歷史上的事件相提并論。例如，當(dāng)Mayewski在圖表上顯示1170年鉛污染急劇下降時，Loveluck和哈佛歷史學(xué)家Michael McCormick立刻知道了原因。1170年是亨利二世的刺客殺死坎特伯雷大主教的那一年。亨利被逐出教會，Loveluck說，“沒有人繳稅”，采礦停止了。

哥倫布俄亥俄州立大學(xué)地球化學(xué)家Paolo Gabrielli警告說，其他國家的礦藏也可能導(dǎo)致了冰芯中鉛含量的激增。沙漠研究所雪水文學(xué)家Joe McConnell質(zhì)疑這項新研究的準確性。他指出，瑞士冰川上的大部分雪都被吹走了，在冰層中留下了不完整的記錄。

解決這一爭論的一種方法是核查采礦記錄。McCormick說，銀和鉛的開采在杰爾姆的哈茨山達到頂峰。研究人員還可以研究英國和德國礦井中的鉛是否具有獨特的同位素特征。如果是這樣，冰芯記錄中的同位素可以確定哪個地區(qū)污染最嚴重。與此同時，其他團隊正在分析阿爾卑斯山其他地方的冰芯中的鉛峰值。“在所有這些冰川融化之前，我們必須盡快完成這項工作。 ”Carmichael說。(記者 韓天琪)