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"植物庞贝城"内蒙现身 化石展3亿年前森林奇境

http://www.kexue.com 2013-09-24 10:18:13 自然与科技杂志  发表评论


在内蒙古贺兰山发掘的大量精美化石,向我们展现了远在恐龙诞生之前的陆地植物世界景象

  公元79年,在一场灾难性的火山爆发中,炽热的火山灰将庞贝古城完全掩埋,古罗马帝国最为繁华的城市在18个小时内便彻底消失了。正是因为这场灾难,庞贝古城得以完整保留,成为历史学家纵览古罗马帝国的时空之门。那么,是否存在另一个“庞贝城”,将远古的生态面貌完全保留下来?答案是肯定的。内蒙古贺兰山山脉西北麓的乌达地区就埋藏着这样一个“植物庞贝城”。

  早在20世纪80年代,内蒙古贺兰山的乌达煤田就是一个公认的化石宝库,这里的化石保存精美,数量巨大。随着研究的深入,古生物学家发现了一个更大的秘密,原来,这里的化石之所以保存良好,乃是得益于火山爆发。

  十多年前,古植物学专家王军和来自美国宾夕法尼亚大学的赫尔曼·佩弗科恩教授为了采集植物化石标本,远赴贺兰山。尽管交通不便,然而在经历了长途跋涉后,他们有了惊喜发现。在乌达煤矿,当矿工们挪开煤层之上的闪闪发光的火山岩之后,密密麻麻的黑色“印章”显露出来了,那是数以千万计的保存完好的植物化石!“当岩石被敲开的一刹那,我们成了一个奇迹的见证人,这里的化石保存得如此完美!”佩弗科恩教授如此描述当时他的激动心情。

  随着上面的地层逐步被挖开,王军和佩弗科恩发现,这片地层中“站立”着许多树木茎干化石,每隔3~5米就有一棵,周边散落着清晰易辨的枝叶化石;而在化石的下面,就是煤层。这些现象意味着,这些树木是被快速埋葬的,从未经过风吹雨打。如同庞贝古城遭受的灭顶之灾一样,在史前的某一天,火山爆发产生的大量火山灰顷刻间席卷了贺兰山这一带的森林,树木的枝叶被打落在地上,树干则直接被火山灰所吞没。就这样,远古的一幕被瞬间凝固,保留至今。

  科学家利用火山灰进行了精确测年,确定“植物庞贝城”的年代为2.98亿年前,处于地质历史上二叠纪的早期。

  2012年4月,王军和佩弗科恩在《美国国家科学院院刊》上发表了这一惊人的发现:2.98亿年前的森林被50平方公里的火山灰深埋于地下,很多化石都是原地保存,一些几十厘米长的树桩化石仍然直立,很明显是原地保存的,四周分布着未经搬运的植物枝叶化石。

  奇迹般的完好保存状态,让科学家可以完美地复原这片沼泽上远古森林的情景——

  这里地势平坦,多数地方为水淹没,覆盖着茂盛的绿色植被。当时最高的植物是一种名叫封印木的蕨类,高达30米,在它们脚下则是一丛丛低矮的蕨类植物。最粗的树干直径达到1米左右,但是大部分的树木只有碗口那么粗。身长达2.5米的巨型蜈蚣迅速趟过浅水,翅展二十几厘米的大蜻蜓在湿地上方飞行,具有巨大毒牙的原始蜘蛛——角怖蜘蛛盘踞于树顶,突然有一天,离森林不远的地方发生了一场灾难性的火山喷发。火山持续喷发了两天两夜,火山灰从天空倾泻而下,将周围几十公里内的森林都掩埋了。

  在二叠纪早期,乌达地区处于赤道附近,后来随着板块的漂移才到达了现在的纬度。当时全球气候正由温暖的温室期逐步过渡到寒凉的冰室期,大型的两栖动物已演化成现代爬行动物和哺乳动物的祖先——原始爬行动物;在海洋中,棘鲨身披重型装甲,与早期有颌的鱼儿一起畅游。

  佩弗科恩教授和王军将贺兰山的这片化石森林形象地称为“时间胶囊”,它浓缩了二叠纪早期地表植被的种类和生态信息。为了更直观地呈现这个消失的世界,两位古植物学家与画家任羽皋合作,绘制了2.98亿年前的乌达森林复原图。

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