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变成一块化石需要哪些条件?跟随古生物学家的脚步一起,探寻远古生命密码

2022-09-10 19:32:16 1990

摘要:撰文 / 王治钧 供图 / 王治钧本文来自《知识就是力量》杂志十亿块骨头在经历亿万年的变化后可能才会机缘巧合地留下一块化石。变成一块化石需要哪些条件,古生物学家又是如何破解化石隐藏的秘密、探寻远古生命密码的呢?埋藏古生物秘密的小镇凯特琳·西...

撰文 / 王治钧 供图 / 王治钧

本文来自《知识就是力量》杂志

十亿块骨头在经历亿万年的变化后可能才会机缘巧合地留下一块化石。变成一块化石需要哪些条件,古生物学家又是如何破解化石隐藏的秘密、探寻远古生命密码的呢?

埋藏古生物秘密的小镇

凯特琳·西姆(Caitlin Syme)是埋藏学(研究生物体从死亡到形成化石的全部历史过程的学科)研究领域的专家,她专注于研究古代生物的死亡、腐烂、埋葬和化石。她表示自己从小就很喜欢化石,是化石的魅力带她走上古生物研究的专业道路。

古生物学家凯特琳·西姆(Caitlin Syme)在TED演讲中分享化石的形成过程(供图/王治钧)

在演讲中,凯特琳提到位于澳大利亚昆士兰州的里士满小镇,小镇到处都是被大片绿植覆盖的红色泥土。经过科学家研究、挖掘发现,这里保存着大量完好的古生物化石,来访的游客甚至可以自行寻找、采集。‍

古代化石的挖宝圣地

古生物学家们在里士满小镇发现很多漂亮且保存完好的鱼类化石,风化环境也都一致。那么,这里为何拥有这么多保存完整的化石呢?这要从一亿年前说起。

图为在昆士兰被发现的化石遗骸,整个骨骼化石都保存的十分完美(供图/王治钧)

一亿年前,昆士兰内陆有着与现在完全不同的景象。这里曾经温暖潮湿,有宽阔的河流从火山山脉流向大海,还有各种灌木群植物滋养的生态圈。随处可见鱼龙、菊石、海龟、鲨鱼以及各种各样的恐龙。‍

一名游客发现了一块距今约一亿年、长3米的鱼类化石(供图/王治钧)

用埋葬学解读化石秘籍

古生物学家用一根骨头或一片叶子去重建整个动植物,这就是埋葬学研究的目的。他们用现代法医学中的埋葬、腐化和防腐方法来解释化石的形成,并推算出它们是如何死亡及生物环境变化的证据,为动植物以及环境的复原提供依据。

1.想变成化石并不简单

动物尸体无法转化成化石的原因有很多,比如,在动物死亡后,皮肤和肌肉会被食腐动物(指主要靠进食腐肉维生的动物)啃食,骨头也会因此碎裂散落,这就很难成为化石。

即便动物尸体被土壤完整覆盖,经过分解和腐败的一系列变化后,大部分尸体会变成流体,流进土壤后,被完全回收到土壤中,“尘归尘、土归土”。

2.化石居然也会骗人

在研究化石的过程中,可能会出现埋葬学偏差,这是指在一些偶然的自然条件下,动物的遗骸被掩埋到地下深处,它们要在地壳深处待几百万年,但地质状况的变化通常会使化石变形,这个过程被称为埋藏学偏差。所以古生物学家、考古学家和法医科学家在研究古代生态系统和动物形态时,必须要考虑到埋藏学偏差。

不同的化石之间可能存在年龄差(供图/王治钧)

例如,如果你发现一堆骨头化石混在一起,你可能会认为这些化石的主人生活在同一环境中。但是这些骨头可能是因为洪水冲刷才被聚集到一起的,又或许它们根本属于不同时代。另外,水分和其他侵蚀造成的风化作用以及人类的活动,都会对化石遗骸产生偏差影响。

3.变成化石要又“快”又“稳”

在昆士兰这样的化石圣地,能发掘出最好的化石的古环境往往是湖泊和河流系统,经过分析可以得出,尸体变化时需要被新沉积物快速掩埋才能保存得更完整。

动物尸体能变成化石是因为矿物质渗入骨骼,将它变成更为坚硬的物质,这个过程被称作“完全石化”,可长达百年。骨骼的优点是坚韧,因此它比皮肤或其他软组织更容易化石化。但骨骼表面也很容易留下痕迹,例如被抓挠后会留下印记。古生物学家的工作就是观察骨头上的划痕、擦伤和痕迹以及骨头的位置,以此来破译动物生活的环境。

除了骨骼以外,在稳定的厌氧环境下,化石还能保留皮肤、羽毛、内脏这样的柔软组织。


当埋葬学走向太空

化石的埋葬学偏差研究除了可以揭秘古生物发展历史和推测地球的地质变化,还可以用于其他星球的探索。美国国家航空航天局(NASA)的火星任务之一就是寻找古微生物化石残骸,了解火星是否曾经有生命存在。

火星探测的目标之一就是寻找火星上留存的古微生物化石(供图/王治钧)

除此之外,如果人类准备移民新的星球,还需要考虑尸体处理问题。现代人类葬礼和仪式与当地风俗、环境密不可分,比如,一些临海国家会举行海葬,印度尼西亚的苏拉威西岛人甚至至今仍会把亲人尸体制成木乃伊。但太空或者没有大气层的天体表面是无氧的真空环境,尸体可以永久防腐,所以如何处理尸体也成为宇航埋葬学未来要研究的问题之一。

地球虽古老,但它过往的信息会以某种方式储存下来,等待人们去发掘、去理解。也许随着时间的推移,过往的秘密都会伴随泥浆和熔岩而逐一解开。


(责任编辑/王佳颖 实习编辑/区佩怡 美术编辑/李子夜)

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