銅的魅力已經持續了數千年。在北美洲蘇必利爾湖地區，古代和現代的礦山都盛產這種極其有用的金屬；早在現代礦工從地下深處開採礦石之前，當地的土著社群就從淺坑礦中挖掘銅礦。
夏威夷大學馬諾阿分校的地質學家大衛·龐佩尼說，這些史前礦山的年代一直是個“長期存在的謎團”。之前的研究使用考古遺蹟來評估礦址的活躍時間，但龐佩尼說，後來在同一地點的採礦活動常常抹去了古代文物。為了解決這個問題，他和他的同事們採取了一種不同的方法：他們沒有尋找文物，而是尋找儲存在環境中的採礦跡象。
在最近發表於《人類世》雜誌上的一項研究中，研究人員檢查了蘇必利爾湖與世隔絕的皇家島密歇根州附近的古代礦山附近的兩個小型內陸湖泊的沉積物。這些沉積物受到年度變化的影響，因此有點像樹木年輪。每一層都是給定年份發生的事件的快照，包括天氣事件、野火——以及汙染。
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即使是工業化前的銅礦開採也會產生汙染，主要來自銅礦床中的鉛雜質。“鉛是一個很好的記錄人類影響的指標……鉛不是一種我們可以自然獲得金屬，”西班牙安達盧西亞地球科學研究所的地球化學家弗朗西斯卡·馬丁內斯-魯伊斯說，她沒有參與這項研究。
在現代機械出現之前，開採銅礦是勞動密集型的。美洲原住民用錘子從岩石中敲打銅礦——這是一項艱苦、塵土飛揚的工作，會將細小的石塊和金屬顆粒揚到空中。龐佩尼說，他們可能還使用篝火來加熱岩石，軟化銅並液化容易熔化的鉛。這些火將鉛揮發並在周圍區域飄散，將顆粒灑落在陸地和湖泊上。透過分析湖泊沉積物，研究人員發現大約在6000年前的古風時期，鉛汙染達到峰值。這表明當時大規模銅礦開採也同時達到頂峰——並與同一時期的考古證據相符。
馬丁內斯-魯伊斯說：“這篇論文表明，鉛是一個可靠的指標，可以用於該地區的地質重建。”她補充說，對小型湖泊環境汙染的類似研究可以用於調查全球範圍內的人類影響。
龐佩尼說，這項研究證實了一些世界上已知最早的大規模採礦活動，並對土著社會如何運作提出了新的看法。“有一種觀點認為，狩獵採集者無法組織起來進行採礦作業，”他說。“然而，湖泊沉積物表明，在古風時期，他們的採礦程度如此之高，以至於我們可以在環境中檢測到它。”