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新華每日電訊12版

恐龍滅絕後,這裏記錄下完整的地球故事

2023-08-11 19:00:25 來源: 新華每日電訊12版

  遠古動物種群復原圖:真馬動物群。

  遠古動物種群復原圖:巨鬣狗。

  遠古動物種群復原圖:戴氏祖熊。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所供圖

  新華每日電訊記者胡偉傑 鐘思睿

  地球歷經數十億年演化,見證了一代代生物的興衰起伏,海陸沉浮,氣候變遷。現代人登上歷史舞臺的時間,對于地球只是短短一瞬。面對古老的地球,現代科學家們前赴後繼,潛心研究,力圖勾勒演化全貌,為人類發展提供啟示和參考。

  然而,深埋地下的奧秘怎會輕易讓人探知。所幸,在中國西北一個偏遠小城,因為特殊的地質構造,足夠豐富的化石樣本和地質分層得以保留。人們得以一窺恐龍滅絕後,人類誕生前的地球樣貌。三代科學家扎根于此,不斷從化石殘片中解讀出消失的生命,失落的歷史,以及那個離我們看似遙遠,但又無時無刻不在發生聯繫的上古世界。

這裏,地下遍布化石

  和政縣位于甘肅省臨夏回族自治州,地處臨夏盆地,也是青藏高原與黃土高原的交界地區。當地盛産啤特果、花椒等土特産品。在20世紀五六十年代,當地還盛産一種被認為可以鎮心安神的奇特中藥材——龍骨。然而,這塊小小的龍骨即將揭開這片貧瘠山區不為人知的另一面。

  20世紀60年代,一位年輕人來到和政考察。他是剛從莫斯科大學地質係畢業回國的中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員邱佔祥。他了解到,當地農民正在挖掘販賣類似古生物化石的東西。

  在中醫藥上被廣泛應用的龍骨,已被證實是古代大型哺乳類動物骨骼化石。但在當年,許多農民因為認識不夠,且為生計所迫,將大量化石挖掘販賣。他們甚至將化石砸碎,將骨骼和牙齒分開售賣,獲取最大利益。

  邱佔祥乘坐長途客車一路從蘭州顛簸到和政縣城,當時的縣城只有一條未被硬化的土路。

  經過廣泛採集研究,邱佔祥立即請求當地政府在民間搜集標本,建立博物館,進行保護。“化石損毀一塊,就再也無法復原。這些都是研究遠古地球的重要資料和證據。”1987年,邱佔祥聯合甘肅省博物館研究人員共同發表了第一篇有關和政化石新種的學術論文,專題介紹了和政無鼻角犀。這篇論文立即引起國內外廣泛關注,也讓蘊藏豐富化石的和政第一次出現在世人面前。

  如今,和政古動物化石博物館已收藏超過4萬件古動物化石,分3綱17目250多個屬種,其中一級品達43件。以距今2650萬年前的巨犀動物群、距今約1600萬年的鏟齒象動物群、距今約1000萬年的三趾馬動物群和距今約250萬年的真馬動物群的化石最為豐富。

  “數量豐富,種類繁多,保存完整,世所罕見。”和政古動物化石博物館講解員張海蓮這樣形容博物館在古動物化石界的地位。

  臨夏州僅約0.8萬平方公里,國土面積相當于半個北京市,卻擁有100個化石發現地點,其中和政縣出土量最多。

  “這裏的地下遍布古動物化石。”中國科學院古脊椎動物與古人類研究所所長鄧濤忘不了第一次進入採掘化石的洞穴的場景。沙礫及紅土構成的岩壁上,密密麻麻地鑲嵌著古動物化石。它們或整齊排列,或呈完整形狀,或層層堆疊,展示在每一位來訪者面前,生命被時光凝刻,岩壁成為最美的畫板。那一刻,大地的心跳、生命的律動、遠古的呼喚,一齊映入眼簾,涌上心頭,讓研究人員久久無法平靜。他們將通過海量的化石,為我們揭示一個個完全陌生,卻又在地球上真實發生過的驚心動魄的故事。

這裏,揭示出恐龍滅絕後的地球故事

  6500萬年前,恐龍滅絕;700萬年前,直立行走的猿人出現。在這之間大約6000萬年的漫長歲月裏,地球上生活著什麼樣的生物?

  人們對遠古生物的關注,一般集中在體形龐大的恐龍,或體形微小的單細胞動物如草履蟲等身上。但這都是地球漫長演化歷史的一部分,仍有許多細節等待挖掘。

  和政地區發現的化石,完美填補了這一空白。目前,古脊椎動物學界將臨夏盆地內,以和政縣、廣河縣和東鄉縣為主的富含新生代化石的區域統稱為和政地區。在此發現的脊椎動物化石包括爬行綱、鳥綱、哺乳綱等超過250個屬種,其中含有80多個新屬種。這些化石都來自恐龍滅絕後、人類登場前的那個時代。

  在和政古動物化石博物館內,有一套獨特的化石藏品。它是全球唯一一套鏟齒象從幼到老的頭骨化石,數量多達24具,從三四個月到40多歲不等。鏟齒象曾廣泛分布于各個大陸,直到1200萬年前才全部滅絕。“一般鏟齒象的體重可以達到2.5噸,有的還可以達到3噸到3.5噸。”鄧濤介紹。

  放眼當今世界,體重達到鏟齒象級別的動物寥寥無幾。然而,通過館藏化石,我們還能看到更多體形龐大的上古巨獸。館內收藏有一塊巨大的頭骨化石,屬于臨夏副板齒犀。這是一種體重可達7噸至8噸的哺乳動物,它的化石也是在和政縣出土的。

  一塊長達一米的下頜骨化石吸引了不少遊人駐足。這是陸地上存在過的最大的哺乳動物——巨犀的現存化石。鄧濤介紹,巨犀站立時,肩高達5米,頭部可伸達7米。它的體重可達24噸,相當于4頭最大的非洲象的體重總和,大約是3頭臨夏副板齒犀的體重總和。

  由鄧濤領導的中美合作團隊,依據在臨夏盆地發現的頭骨化石,確立了巨犀的一個新種——臨夏巨犀。臨夏巨犀生活在距今2650萬年前,當時,我國西北地區氣候比較溫暖潮濕,生長著許多高大的樹木,巨犀能以樹冠頂部的樹葉為食。

  和政地區的化石還有很多世界之最。日前,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所與和政古動物化石博物館共同發布了和政地區新生代化石十項“世界之最”:世界上最大陸生哺乳動物巨犀的聚集地,最豐富的鏟齒象化石,最大的三趾馬動物群,最早的稀樹草原群落,最大的鬣狗——巨鬣狗,獨一無二的和政羊,熊類的最近祖先——戴氏祖熊,最早的擬聲鳥類——和政盤繞雉,保存最久遠的蛋白質和最大的馬——埃氏馬。

  和政地區發現的化石分屬晚漸新世巨犀動物群、中中新世鏟齒象動物群、晚中新世三趾馬動物群和早更新世真馬動物群。

  按地質時代劃分,自恐龍滅絕後,地球進入新生代,包含七個時期:古新世、始新世、漸新世、中新世、上新世、更新世和全新世。目前我們所處的地質年代即為全新世。四種不同動物群指向四種不同的氣候環境,揭示出中國西北隨著青藏高原逐漸隆升,當地氣候環境發生了從溫暖濕潤向幹旱嚴寒的轉變。

  中國科學院院士、古脊椎動物學家邱佔祥研究發現,臨夏盆地是歐亞大陸最大的晚新生代哺乳動物化石産地並具有最好的陸相晚新生代地層剖面。這也是和政地區古動物化石海量富集的重要原因。

這裏,為何成為化石王國

  在和政縣,除古動物化石博物館外,還有一個展示埋藏原址、地質剖面的樺林古動物化石埋藏原址館。走進該館,可以直觀感受當年鄧濤等人在洞穴中考察時的震撼。

  這是一個在三趾馬動物群化石原始埋藏區及採洞區上修建的博物館,也是目前最重要的三趾馬動物群化石産地。這裏有集中出露並保持原始埋藏狀態的化石點,出露面積達1萬平方米,化石數量多,種類豐富,還保存有良好的化石採洞,是了解化石原始産出狀態和採掘過程的最佳地點。

  整個博物館依山而建,採集洞穴在展臺腳下蜿蜒環繞。進入內部,兩側岩壁上布滿化石遺存,玻璃地板下,一個個古動物化石歷歷可見,有頭骨、軀幹骸骨、趾骨……

  歐亞大陸幅員遼闊,曾有許多適合古生物棲息的場所。為何和政地區能保存如此完整的化石遺存?難道這裏也是和“大象墳場”類似的遠古哺乳動物集中死亡場所?

  這一切謎團,都需要一門專門學科——埋藏學來解釋。西北大學地質學係教授張雲翔認為,臨夏盆地特殊的地質環境、板塊運動和青藏高原造山運動為化石的埋藏提供了豐富的沉積物,而當時地貌特徵導致的快速埋藏為骨骼有效保持提供了外在條件,這些因素綜合起來導致該地區化石藏量如此豐富。

  埋藏學是研究生物遺體從生物圈向岩石圈變化的學科。“如此完整的動物骨骼化石,除非是特異埋藏,否則無法形成,其中即包含著埋藏環境,以及大量動物生存環境與生活方式的資訊。”看著博物館裏的化石,張雲翔對遊客及講解員們解釋道。生物成為化石有一個特定的埋藏過程,而盆地往往是生物聚集的地方。和政地區擁有如此豐富且多層位的化石,在全球生物演化史上都具有獨特地位。

  鄧濤認為,青藏高原隆升對和政地區化石埋藏具有重要作用。印度次大陸板塊碰撞亞歐大陸板塊,導致青藏高原隆升,周邊如臨夏盆地等進入地質運動活躍期,沉積物不斷進入臨夏盆地,掩蓋剛剛死亡的動物遺骸,後歷經千萬年的石化作用,終成化石。

  “越是骨架完整的化石越是珍貴。”張雲翔介紹,國外有研究表明,動物死亡後骨架裸露在空氣中,快則幾個月,就能變成粉末乃至消失。“一定是有突發事件導致的快速埋藏,才能達到效果。”有的動物死亡時聚集在河流湖泊周圍,經過河水衝刷,骨骼呈現順水流方向的排列,故而不能夠形成完整骨骼化石。

  臨夏盆地在青藏高原東北緣,堆積了超過800米厚的新生代沉積,這在青藏高原周邊絕無僅有。例如,在巴基斯坦,有類似的盆地地形也接受了大量沉積物,但相比臨夏盆地的砂岩和黏土,那裏大多為礫石,動物骨骼多被砸壞,完整留存下的並不多。

  “這再次説明臨夏盆地擁有得天獨厚的地理環境,是當之無愧的‘化石王國’‘古動物伊甸園’。”鄧濤説。

這裏,見證了三代科研人員的傳承奉獻

  和政地區化石的保護發現與利用,與三代科研人員的薪火相傳、辛勤付出密不可分。

  多年前,當地幹部群眾對具有重大研究價值的化石了解並不深,有人還肆意挖掘販賣,造成珍貴化石的永久性損毀。邱佔祥與研究學者們一道,多方奔走,大聲疾呼,當地對化石的重視程度也不斷提高。

  邱佔祥初次來到臨夏,30歲不到,意氣風發。如今,他已是耄耋之年,卻仍奔走在化石研究保護一線。而他的學生們,也已繼承老師衣缽,讓和政地區化石研究不斷開花結果。

  鄧濤回憶,2000年夏天,邱佔祥在東鄉族自治縣野外考察時,由于低血糖暈倒。同行之人翻山找到一戶村民討要冰糖,化水後給邱佔祥喝下,他的症狀才得以緩解。當晚回到縣裏,邱佔祥仍堅持給全縣幹部作報告,為他們講解化石的科學價值及其促進地方發展的重要意義。在邱佔祥的帶動與影響下,和政地區迎來了一批批來自全國乃至全球的學者,他們共同將和政化石的內涵和意義不斷發掘並展示在世人眼前。

  鄧濤師從邱佔祥,是研究和政地區古動物化石的第二代學者。野外考察充滿危險和挑戰。一次考察中,鄧濤一行人在一處陡崖採集化石。突然,一塊一米見方的岩石從懸崖上落下,在掉落過程中碎成幾塊,其中一塊就砸中了一位考察隊員的肩膀,人從坡上滾落下來,醒來後記不起任何事情。“我們趕緊把他送到醫院。醫生説這是典型的腦震蕩,但萬幸腦顱沒有受傷,第二天慢慢恢復了。”鄧濤説。

  有時,考察隊員為了方便採集,在夏天進入洞穴。此時洞內雨水密集,容易引發土質疏松,他們冒著塌方的危險,在洞內一幹就是幾個小時。“有時候出洞才覺後怕。”鄧濤告訴記者。

  2003年,和政縣建成了全國唯一的晚新生代古哺乳動物化石博物館。2013年,和政縣又在松鳴鎮樺林村修建古動物化石埋藏原址館,全面展現三趾馬動物群化石原址的埋藏狀況。

  依托豐富的化石資源,和政地區吸引了大量周邊遊客。當地打造化石旅遊、地質旅遊、科普研學旅遊等多個特色旅遊項目,帶動村民端上“文旅飯”。

  “我們正在舉全州之力申報世界地質公園。”臨夏州申報創建臨夏世界地質公園辦公室副主任馬東升介紹,臨夏州正將富集化石的縣市聯合起來申報該項目,園區涉及和政縣、東鄉縣等6個縣(市)、66個鄉鎮,總面積約2120平方千米,覆蓋人口116.6萬。公園將建成以白堊紀恐龍足印和晚新生代古動物群為突出代表,以晚新生代地層、北方丹霞地貌和黃河三峽景觀為重要補充,融合當地特色文化,集地質、生態、文化于一體的綜合性地質公園。

  直到今天,臨夏盆地的山間依然時常可見考察隊員辛勤耕耘的身影。北京大學地球與空間科學學院特聘副研究員江左其皋是第三代接續研究和政化石的科研人員代表,他認為,目前的發現仍是和政地區化石的冰山一角,未來研究前景非常廣闊。他願站在前人的研究基礎上,繼續為和政地區的化石研究、科普以及文旅事業作出貢獻。

責任編輯: 史夢佳
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