考古学者は、リモートセンシングで万里の長城を復元し、DNA技術で古代の人々に「話す」という高度な技術を使っている

制作：中国科学普及協会

著者: 陳殿 (中国科学院大学)

プロデューサー: 中国科学博覧会

歴史の霧の中で、考古学はサーチライトのようなものであり、そのかすかな光は古代の遺跡や神秘的な文明の漠然とした輪郭を照らします。考古学の道はかつて荒野のようで、探検家たちはシャベルとノートを頼りに古代の遺跡で汗をかき、少しずつ過去の手がかりを発掘していました。

シャベル、ブラシ、顕微鏡...

考古学の発掘に使用された道具（画像提供：Veer Gallery）

今日、科学技術の急速な発展により、考古学は飛躍の翼を得ました。技術考古学は、コンピューターシミュレーションと再構築、生物学的遺伝子分析、物理的スペクトル検出、化学物質分析、地質学的地層研究など、さまざまな最先端技術が詰まった巨大な道具箱のようなものです。これらの魔法のスキルは、時間と空間を旅することができる魔法のようなもので、古代の鼓動を感じ、祖先のさまざまな生活環境を深く理解することができます。

リモートセンシング考古学：高所から古代遺跡を眺める「神の視点」

中国の広大な国土は長い歴史と文化を育んでおり、全国各地に数多くの文化財や史跡が点在しています。古代の大規模な集落から古代都市、皇帝の墓、万里の長城、シルクロードなどに至るまで、これらの貴重な遺跡は私たちの豊かで多彩な歴史文化を構成し、人類の歴史の記憶も伝えています。しかし、時間の経過や環境の変化により、遺跡の様相はますます曖昧になってきました。

このとき、リモートセンシング考古学が登場しました。

簡単に言うと、リモートセンシング考古学とは、電磁波などのセンサーを使って地表や地中の遺跡を遠隔で観察・検出する方法です。この技術は私たちに「神の視点」を与え、美しい景色だけでなく、地表の下に隠された宝物をも捉えます。

良渚古城遺跡の航空写真（写真提供：国家文化財局公式サイト）

衛星画像やドローンで撮影した写真を、地形やスペクトル画像などのデータと組み合わせて分析することで、現場の位置、分布、大きさ、形状、さらには周辺環境の特徴まで把握することができます。さらに、リモートセンシング技術は地表の変化を追跡できるため、古代遺跡の保護状況を把握し、より優れた保護対策を開発するのに役立ちます。

シルクロードの瓜州-沙州区間のリモートセンシング解析（写真提供：中国科学院）

もちろん、植生や地形など、地表の自然要因がリモートセンシング画像の解釈を妨げ、課題がさらに増す可能性もあります。したがって、調査結果の正確性と完全性を確保するには、リモートセンシングと他の技術を組み合わせる必要があることがよくあります。

たとえば、古代の荘厳な建造物である万里の長城は、時間の経過による浸食と人間による破壊の被害を受けています。しかし、リモートセンシング技術の助けを借りれば、砂漠と山々の間に隠された遺跡を発見し、その長い道や鉱脈を観察する機会が得られ、この古代の歴史をよりよく保護し、理解できるようになります。

リモートセンシング技術の助けを借りて新疆の古代万里の長城を「復元」（写真提供：中国科学院）

2,000キロ近くも続く大運河も、地下に眠る良渚、陶寺、二里頭などの首都遺跡も、過去のシルクロードに埋もれた古代国家も、リモートセンシング考古学を通じて、次第に私たちの前に直感的かつ鮮明な形で現れ始めています。

デート：時間の暗号を解読する

あなたが考古学者で、古代遺跡の前に立って、遺物の背後にある物語について考えているところを想像してください。ここには古代人の痕跡が埋葬されていますが、難しい問題に直面しています。これらの遺物はどの時代のものでしょうか?

これまで考古学者は類似点を利用して遺物の年代を推測してきました。ジグソーパズルのように、さまざまな場所の遺物を比較し、類似点を探し、それらの類似点を使用してそれらが同時代のものであるかどうかを判断します。ただし、このアプローチは混乱を招く場合があります。いくつかの遺物は似ていますが、異なる時代のものである可能性があり、研究は推測と不確実性に満ちたものになります。

科学技術の進歩により、現代の考古学的年代測定技術は私たちに過去への窓を開いてくれました。放射性同位元素年代測定は重要な技術の一つであり、その中で最もよく知られているのは炭素14年代測定です。

炭素14年代測定は主に炭素元素の崩壊周期に基づいており、物質中の炭素の崩壊度を測定して崩壊時間を推定します。炭素原子の測定がより正確になればなるほど、時間の精度も高まります。この技術は過去数万年以内の年代測定に適しており、旧石器時代、新石器時代などの研究に強力なツールを提供します。

炭素14年代測定によく使われるサンプル（写真提供：中国社会科学院考古学研究所）

さらに、年輪年代測定は考古学研究において年代を決定するための重要な技術でもあります。原理は非常に単純です。特定の気候帯の樹木の年輪を分析・研究し、長い年輪の年代順を確立することで、この地域の考古学遺跡で発掘された同じ樹種の木造遺物の正確な年代を特定することが可能になります。

さらに、熱ルミネッセンス年代測定法や古地磁気年代測定法などの方法も、考古学者にさまざまな年代測定方法を提供します。例えば、熱ルミネッセンス年代測定は、鉱物粒子が長期の照明下で蓄積される状況に適用でき、堆積物の年代を決定するために使用できます。古地磁気年代測定は、土壌鉱物の化石磁性を研究することで土壌鉱物の年代を決定します。

OSL 年代測定サンプル (写真提供: 中国社会科学院考古学研究所)

年代測定データにより、遺物や遺跡の実際の年代を明らかにし、さまざまな文化や出来事の間の時間的なつながりを明確に示すことができます。異なる場所の遺物を年代順につなげることで、古代の文化交流や変化のより豊かな詳細を描写することもできます。

古代DNA研究：聞いてください、遺骨は「話す」ことができます

私たちは誰で、どこから来たのでしょうか?かつて人々は自分たちの起源を説明するために神話を使っていました。現代の DNA 技術の急速な発展により、科学者たちは人類の起源の謎を解くための新たな探究の道を発見しました。

科学者たちは古代の遺跡から DNA を抽出しましたが、それはまるで古代人の遺伝子を目覚めさせて生き返らせるようなものでした。現代人と古代人の遺伝情報を比較することで、古代人の家族関係を少しずつ復元することができます。古代人が血縁関係にあったかどうか、同じ家族に属していたかどうか、さらには古代人の移住の歴史をたどることさえも知ることができます。

古代 DNA の実験プロセス (画像提供: 中国科学院)

たとえば、科学者がネアンデルタール人の古代 DNA を研究したところ、ネアンデルタール人と現代人は実は同じ遺伝子断片を共有していることが予想外に発見されました。これらの共通遺伝子は、かつて人類が寒冷な環境に適応するのに役立った可能性がある。

さらに驚くべきことは、アフリカ人の古代DNAの徹底的な分析を通じて、科学者たちが現代人の起源はアフリカであるという古代の伝説を首尾よく証明したことだ。

古代 DNA は言語の進化と分化を明らかにすることもできます。さまざまなグループが分離するにつれて、その言語は徐々に変化し、さまざまな方言や言語に分化しました。

古代人のゲノムを分析することで、科学者はこうした言語の変化の歴史をたどることができます。例えば、ある研究では、ヨーロッパのさまざまな地域における古代人のゲノムの変化が言語族の分布と密接に関連していることが判明し、古代人の言語進化の軌跡が明らかになりました。

中国科学院古脊椎動物学・古人類学研究所とその協力チームが考古学的発掘調査を実施し、古代DNAの研究により、過去5,100年間の青海・チベット高原における人類の進化の歴史が明らかになった。 （画像提供：中国科学院）

しかし、古代 DNA の研究には課題がないわけではありません。古代の遺物に含まれる DNA は、通常、時間の経過により侵食されており、ごくわずかに分解されている可能性があります。科学者は極めて小さな DNA 断片の中に手がかりを探す必要があるが、これは干し草の山から針を見つけるのと同じくらい難しい。古代人の物語を復元するには、高度な技術を駆使し、古代人の遺伝子配列を根気強く再構築する必要がある。

残留分析：古代文明の姿を細部から解き明かす

古代人のさまざまな生産活動では、しばしば無意識のうちに小さく断片的な痕跡を残してきました。過去の考古学的研究では、こうした詳細を掘り下げることができなかったことが多々あります。

私たちの祖先が生物資源を加工・利用する過程で残った有機物を総称して有機残渣と呼びます。

有機残留物は、液体や炭化物など肉眼で見えるものと、もう 1 つは、陶器の破片に吸着した脂質、酒石酸、樹脂酸、さらには植物の微化石 (植物珪酸体やデンプン粒など) など、直接観察するには小さすぎる微量残留物です。

考古学的発掘調査では目に見える残留物は比較的稀ですが、痕跡量の残留物は古代の石器、陶器、青銅の工芸品に広く存在しており、有機残留物分析の主な研究対象となっています。

元区北百夷墓地から発掘された小型銅箱とその中にあった遺骨

（写真提供：山西省考古研究所）

有機残留物を分析することで、科学者は古代人の食習慣や食品加工技術などについての洞察を得ることができます。たとえば、古代の陶器の破片から抽出された食物残留物から、古代の人々の食事の構成や好みが明らかになり、さらには古代のレシピを推測することさえできます。

それだけでなく、動物や植物の残骸や遺物に含まれる有機残留物は、農業の起源と普及を研究するための重要な手がかりも提供します。農作物の遺伝情報や有機物を分析することで、農業の起源や普及の道筋、農業技術の進化などを明らかにすることができます。

同時に、有機残留物の分析は古代の手工芸品の発展を研究するのにも役立ちます。古代の遺物から抽出された有機分子は、繊維、医薬品、化粧品などの古代の産業の興亡を明らかにすることができます。遺跡の有機残留物を分析することで、古代人がどのように自然から原材料を抽出し、それをさまざまな目的の製品に加工したかを理解し、古代の手工芸品の技術レベルを明らかにすることができます。

研究者らは現場でサンプルを採取し、科学的分析を行った（画像提供：The Paper）

結論

「テクノロジー考古学」という名前が示すように、テクノロジーは考古学研究に欠かせない手段となり、過去のベールを解き明かし、古代人の痕跡に触れることができるようになりました。

技術の継続的な進歩により、将来の科学技術考古学は私たちにさらなる驚きと発見をもたらすと信じる理由があります。

壮大な遺跡の修復であれ、小さな遺物の調査であれ、あらゆる科学的、技術的な考古学的発掘は、歴史の謎を解くための確かな一歩となります。考古学は科学技術の指導のもと、歴史的記憶を伝える架け橋を築き、人類の過去をより深く理解し、将来の研究に無限の可能性をもたらしています。