制作:馮偉民(中國科學院南京地質古生物研究所)
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化石是古代遺留下來的生物遺跡,是古生物學家探索自然生命歷史的重要證據。從化石發掘中,我們了解到了很多早已從地球上消失的動植物,如恐龍、三葉蟲、筆石、菊石、幣蟲、齒獸、鴕鳥、蜂巢珊瑚、中華龍鳥、三尾蜉蝣、狼翅魚、三趾馬、劍齒虎、舌齒羊齒、柯達木等。正是大自然和生物進化的選擇,造就了它們各種奇特的生物形態和結構,比如體型巨大的恐龍,善於遊泳的魚龍,各種奇奇怪怪的昆蟲,酷似外星生物的三葉蟲,以及構造精巧的菊石。
△菊花石(來源:維基百科)
說到化石的發現,大家腦海中可能會出現這樣壹幅畫面:很多專家帶著各種專業設備穿梭在巖石間,敲敲門後驚喜地發現了化石。其實,不僅僅是專家,還有壹群人因為對化石的熱愛而成為了“化石獵人”。那麽,化石獵人是什麽樣的人呢?
早在3000或4000年前,人類就發現了化石,並對其產生了極大的興趣和懷疑。有人把化石視為神秘之物,有人把化石視為可利用的藥物,也有智者提出化石是可以指示環境變遷的遠古生物。自古以來,國內外就有很多化石愛好者。他們對化石充滿了無比的興趣和愛好,甚至畢生致力於化石的發掘和研究。於是,出現了壹個專有名詞“化石獵人”,特指那些把興趣和職業結合起來挖掘和收集古生物化石的愛好者和研究人員。
這個稱號早在19世紀國外就出現了,瑪麗·安寧是19世紀英國最著名的女性化石獵人。當她10多歲的時候,在英吉利海峽海岸陡峭險峻的懸崖上發現了壹塊5米長、長相奇特的海洋動物化石。這是歷史上發現的第壹個完整的魚龍化石。
和平開始了她不平凡的壹生。在接下來的35年裏,她收集了大量的化石,包括另外兩個重要的發現。1821年,瑪麗安寧發現第壹個蛇頸龍化石。挖掘這塊化石花了她10年的時間。1828年,瑪麗安寧發現了雙趾類化石,也被認為是第壹個完整的翼龍化石。這些發現成為生物滅絕的關鍵證據,現在人們可以在倫敦自然歷史博物館看到這些珍貴的化石。
△英國瑪麗·安寧化石獵人(來源:維基百科)
現在隨著化石知識的普及,越來越多的人迷上了化石,民間也不乏收藏者和欣賞者。那麽,要成為壹名合格的化石獵人,需要具備哪些知識和必要的準備呢?
對於大多數人類來說,化石似乎是非常神秘的稀世珍寶,收藏在各大博物館。但事實上,化石並不神秘,甚至就在我們身邊。只要妳有壹雙善於發現的眼睛和探索研究的勇氣,妳就能在很多地方找到化石的蹤跡。
做壹個好的化石獵人,最重要的是要有地質學和古生物學的基礎知識,比如什麽是化石,化石有哪些類型,如何保存,找什麽巖石類型等等。同時,要有壹定的化石審美能力,發自內心地感受到,正是化石的進化之美,讓我們穿越生命歷史的想象,帶領人們進入掌握生物進化真諦的自由王國。
事實上,化石往往以各種形式保存在各種地質年代的巖石中,從而在地球歷史上留下了無數痕跡,成為我們了解遠古生物面貌、追溯遠古時期地球自然環境的好伴侶。化石記錄可以追溯到38億年前,出現在不同的地質年代。因此,化石可以見證地球生命漫長的進化歷史。
然而,化石並不存在於所有的巖石類型中。地球上的三大類巖石即變質巖、火山巖和沈積巖中,火山巖和變質巖都經歷了高溫高壓,所以無法保存下來。在砂巖、粉砂巖、頁巖、泥巖和石灰巖等沈積巖中,化石可以被廣泛保存。沈積巖覆蓋了地球陸地面積的四分之三,這意味著世界各地都可以找到化石,人們可以在高山、山谷、沙漠、平原找到各種動植物化石。壹般來說,層位越低,化石越老,層位越高,保存下來的化石越進化,結構越復雜。
△羅平生物群化石產地的巖石露頭(圖片來源:成都地質調查局)
在生活中,我們周圍發現了許多化石。比如南京古生物博物館大廳的圓柱表面有很多腕足動物化石,甚至在南京鼓樓市民廣場發現了海百合的莖化石。在居民家中發現了壹些化石。著名的埃迪卡拉生物群在中國的首次發現,是由中科院南京地質古生物研究所的壹位專家,偶然在湖北宜昌壹塊剛剛更換過屋頂的石板上發現的,留下了發現珍稀化石的奇聞。20世紀50年代,中國地質博物館的研究人員也在當地房屋的石板屋頂上發現了著名的貴州龍化石。
△三峽地區埃迪卡拉紀地層發現最古老足跡化石(圖片來源:中科院南京地質古生物研究所)
壹個完整的化石采集過程,包括出發前的準備,化石的尋找和挖掘,以及最後的化石處理和鑒定。采集觀察的總體要求是數量和質量,具體要求視研究任務而定。比如做生物地層學研究,要求選擇好的剖面,逐層尋找和采集化石,同時測量,逐層觀察和記錄巖性和化石產出,對巖石和化石樣品進行編目和打包。如果是做古生態研究的,除了壹般的生物地層學工作外,還應重點觀察和收集古生物的分布、埋藏、群落結構等資料,經常進行野外定量采集和觀察,多做草圖和照片。
在妳出發去尋找化石之前,妳應該做好充分的準備。首先要選擇野外工作區域,了解前期工作的基礎。然後準備地質圖,對工作區域的地層分布和地理地形有充分的了解。同時,通過網絡搜集有關化石或化石產地的信息,看看妳要找的化石在哪裏出露過,或者通過當地人了解化石遺址,這樣可以事半功倍。
另外,野外工作的裝備要準備好:地質背包、地質錘、放大鏡、紙條、刷子、膠帶、包裝紙、收集袋。地質錘要有鑿尖,可以用來挖剖面露頭上的化石,也可以用來沿自然平面劈開標本。關於材料,記得準備適合野外作業的鞋子和衣服。當然食物和水也是必不可少的。如果長期在外地工作,遠離城市,需要準備睡袋和帳篷。
△地質錘(來源:百度百科)
在野外工作時,妳應該善於尋找化石露頭。雖然化石埋在地下,但地殼運動總會使壹些化石暴露在地表。現在到處都在造山修路,露出了大量的地質剖面和新鮮露頭。當然,自然形成的河床、懸崖、溝壑都是尋找化石的好地方,因為這些地方在大自然的風化作用下暴露在地表,就像開膛破肚壹樣。山東龍骨尖恐龍化石是在溝壑中發現的。
另外,有壹定的實地觀察經驗也很重要。比如野外觀察要特別註意結核,結核壹般由鐵、鈣、磷組成。在結核中經常發現第四紀哺乳動物化石,江蘇句容的齒魚化石就是結核中保存的典型例子。在野外尋找脊椎動物化石時,在地層層次變化較大的地方更容易找到化石,特別是在壹些有互層砂巖礫巖的丘狀堆積中,巖石的顏色也各不相同。洞穴通常是保存哺乳動物化石的寶庫,已經發現了許多哺乳動物化石和古人類化石。南京湯山猿人洞發現兩個古人類頭骨化石,並伴有大量哺乳動物化石。
△瘺管化石(來源:百度百科)
但是,把化石從野外帶到室內並不容易,需要借助壹些設備才能讓這些史前生命重見天日,完好無損地進入自己的收藏室。采集化石標本後,通常需要做必要的處理,去除不必要的灰塵和周圍的巖石。對於不易破碎的化石,可以用水洗或者用軟刷刷,然後根據化石標本的大小和易碎程度,選擇各種合適的挖掘工具,如鑿子、細針等,進行初步修復。對於易碎的標本,要特別小心謹慎,用多層紙包好,放入收集袋中。包裹化石時,記得寫清楚采集者、采集地、經緯度、日期等。,並對化石標本及其與圍巖的產狀關系作了初步描述。
室內階段包括化石的鑒定、描述和專題研究。鑒定描述包括打磨、修復、鑒定、拍照等壹系列程序,化石會按規定進行命名、分類和描述。在此基礎上,進行某壹學科方向的專題研究。
隨著社會的發展和科技的進步,人們現在可以通過四通八達的交通工具輕松到達以前難以到達的偏遠地區,通過手機精確定位野生化石點,甚至可以借助無人機幫助了解野外地區的露頭。在室內研究中,有各種先進的物理化學設施和手段來處理化石,並使用電子顯微鏡等許多先進的觀察和檢測儀器進行化石研究。
必須註意的是,了解國家頒布的《古生物化石保護條例》也很重要,該條例明確規定,任何單位和個人不得采集非法取得的或者不能證明合法來源的古生物化石。
總之,化石發現總是在進行中,了解地球的生命史需要科學家和化石愛好者的共同努力。未來更多化石的發現將豐富和深化人們對地球和生命的認識。