樹葉化石

  樹葉化石

  樹葉化石

  ◆這塊﹃鄭氏龍腦香﹄化石,打開了這座化石寶庫

  ▲曾問渠在現場采集化石標本

  ▲沈華柱挖到一塊化石標本

  ◆沈華柱在現場采集化石標本

  琥珀中的昆蟲

  琥珀中的昆蟲

  ◆廈門植物園熱帶雨林區

  “滿地都是化石,隨手就能撿到一塊,很多化石像手掌一樣大……”對中科院南京地質古生物研究所研究員王博、史恭樂而言,福建漳浦是他們的“寶地”。2010年至今,他們帶領的團隊在這里獲得2.5萬余枚含蟲琥珀、5000多塊植物化石標本,首次揭開一個世界級化石寶庫的神秘面紗。

  今年5月1日,美國《科學》雜志子刊《科學進展》在線發表該項目的研究成果——在漳浦縣佛曇群地層首次發現漳浦生物群,距今約1470萬年;其中,漳浦琥珀生物群是世界四大琥珀生物群之一。

  這個研究成果也表明,漳浦地區在約1500萬年前處于熱帶北緣,春季是最干旱的季節,熱帶季雨林曾分布至福建南部(北回歸線以北)。

  這個世界級化石寶庫是如何被發現的?海量化石背后有哪些故事?它的研究成果具有什么價值和意義?漳浦生物群的現狀如何?導報記者采訪到項目負責人之一的史恭樂研究員,并跟隨專家實地走訪位于漳浦的化石產生地,揭秘漳浦生物群。

  寶庫是如何發現的?一塊植物化石 結緣一塊“寶地”

  漳浦化石寶庫的發現,要從一塊植物化石說起。

  上個世紀80年代,中科院南京地質古生物研究所孢粉學家鄭亞惠在福建漳浦采集孢粉樣時,采到一塊奇特的植物化石,之后將它送給了所里的李浩敏和史恭樂。“老先生送給我們的,是一塊龍腦香的翅果化石,果翅8-10公分,比一般植物化石大,整體近乎完整,看上去就十分精美,和其他化石很不一樣。”史恭樂說,后來,這塊植物化石被命名為“鄭氏龍腦香”。

  受此激發,史恭樂開始對來自漳浦的植物化石感興趣。2010年,他決定親自去看看,那里是否還有更多化石。他沒想到,自己將遇見的,是一塊真正的寶藏之地。

  “那座山頭是高嶺土的沉積區,一片片礦坑群挖出來的地層中,遍布著化石,隨手一撿就是很好的一塊。有的植物化石巴掌大,有的琥珀化石有兩個拳頭大,簡直太驚喜了!”回憶起第一次到漳浦采集化石,史恭樂依然感嘆自己很幸運。

  彼時,每天上午8點,他便帶上地質錘,和師弟一同來到化石產地。現場一邊開礦,他們一邊采標本,輕輕鑿開就能看到不同的植物化石。午餐用自帶的干糧解決,繼續撿到下午五六點鐘,樂此不疲。

  這一次,史恭樂在漳浦縣待了十多天,共采集五六十箱化石。為了將這些“寶貝”完好無損地運回南京,他們也煞費苦心。“十年前交通沒有現在發達,當時想過走物流,但擔心箱子幾經顛簸會摔壞里面的化石,最后決定將化石搬進長途大巴的行李艙,我們就坐在大巴車里一路護送。”史恭樂說。

  經過18個小時的跋涉,長途大巴緩緩駛入南京站,在多名同事的協助下,這批化石安全抵達中科院南京地質古生物研究所。

  發現了哪些寶藏?十年研究磨礪 收獲2.5萬枚蟲珀

  此后的十年,史恭樂和研究團隊堅持每年都到漳浦縣實地調研,尋找新的化石。采集的植物化石越來越多,解讀到的信息也越來越豐富。植物葉片形狀各異、大小不一,樹木種類有所不同,連橄欖、番荔枝、南酸棗等人們愛吃的熱帶水果,都一一找到了相對應的化石。“經過植物化石葉相古氣候分析顯示,漳浦地區中中新世處于熱帶北緣,生長季約12個月,春季是最干旱的季節,氣候與現今東南亞熱帶雨林類似。而植物群的區系組成和葉子形態也顯示,漳浦中中新世植物群代表一個熱帶季雨林,其葉子形態與現今泰國中部、印度中部和恒河三角洲的植被非常類似,都是現今東南亞熱帶雨林中的優勢類群。”史恭樂告訴導報記者,他們研究發現的植物葉化石包括蕨類2種、單子葉植物3種和雙子葉植物78種,此外還有20余種果實和種子化石。

  不僅有植物化石,漳浦還埋藏著大量的含蟲琥珀。自史恭樂挖到第一塊琥珀后,中科院南京地質古生物研究所研究員王博帶領的團隊也加入了“尋寶隊”,開始著手漳浦縣琥珀研究。

  王博介紹,我國是化石資源極其豐富的大國,但琥珀作為一種特殊化石在我國少有發現。“在漳浦是我們第一次碰到這么多琥珀,一窩一窩保存著,只要挖到一窩,就會接連挖到很多很多,這在全世界都是非常罕見的。”

  十年來,通過不斷尋找采集,并和當地化石愛好者交流,王博與團隊獲得了大量化石,其中含蟲化石有2.5萬余枚。“琥珀中以昆蟲最為豐富,包括至少20目250科,其中,有各種蜂和螞蟻、甲蟲以及蚜蟲、蟬、蝽等。此外,琥珀中還包含有大量羽毛、植物、腹足類和微生物化石。”王博說。

  據悉,基于已發現的動、植物化石種類,漳浦生物群已成為世界上物種最豐富的新生代熱帶雨林化石庫。而從節肢動物多樣性看,漳浦琥珀生物群居于世界多樣性第三位,同時也是世界四大琥珀生物群之一。

  化石產出地現狀如何?豐厚的化石層 地層演變全貌盡收眼底

  遙遠的南京有研究團隊孜孜不倦開展研究,漳浦本地則有一張“活地圖”給予支持幫助。

  漳州龍文區人社局副局長沈華柱是一位化石愛好者,2014年起得知該項目的研究情況,他便自告奮勇加入其中,發揮自己的地理優勢,為研究團隊承擔起現場聯絡、屬地資源鏈接等工作。多年來,工作之余他就自駕前往漳浦十幾處化石產地考察,途經的每條道路了如指掌,隨手撿起一塊植物化石,看看葉片就能判斷出是什么科的植物。

  上個周末,導報記者跟隨沈華柱一同走進漳浦生物群研究的化石產地,實地探訪這片“寶藏之地”的現狀。

  第一站我們來到項目發現的起點,原本是一座高嶺土沉積的山頭,如今肉眼可見的是一個剖面,仍保留著一些化石層位。“頂部是化石層,中部是高嶺土,底部是硅藻土含化石層位,上下兩層化石層位高度相距不到5米,年代卻間隔10萬年。”沈華柱一邊介紹,一邊用地質錘鑿開地層,挖出的植物化石在細膩硅藻土的保護下顯得相當精美,葉片的形狀與脈絡清晰如初;葉片掉進土里直接碳化保存下來的化石呈現出黑色,出露不完整的部分用刀子輕輕雕刻,便能呈現出原貌。

  在發表論文成果最多的一個化石點,因沉積速度較為緩慢,形成豐厚的化石層,能夠一眼看出地層演變的全貌。沈華柱告訴導報記者,該點位曾是一個茂密果園,多年來隨著經濟發展和村鎮建設的加快,化石產出區域的土地也逐漸改變面貌,對于研究者而言,帶來的最大困難就是必須“與時間賽跑”。“中科院研究團隊每年都會到漳浦考察,而現場的狀況變化莫測,化石采集工作必須搶工期,這也是我屢屢到現場走訪的原因,在化石點位尚存時,能搶救多少是多少。”沈華柱說。

  另一個規模更大的考察點,是一處100多米長的剖面,從琥珀沉積層到植物沉積層一目了然。

  而在主要生產琥珀的地點,導報記者看到了清晰、完整的剖面,上下兩段地層分別是玄武巖與其他珍貴地質遺產,從巖層的顏色上看就有明顯區別。該點位也是目前原生層位保存較好的一處,隨手鑿開地層,含有昆蟲的琥珀便出現在眼前。

  獲得哪些研究成果?論證熱帶雨林早已存在 可算出古氣候數據

  與導報記者同行前往漳浦生物群發現地的,還有中國地質科學院地質力學研究所研究員曾問渠。為了漳浦縣化石發現地的后期保護工作,83歲高齡的曾老特意從北京趕來,希望以扎實的調研和中肯的建議推動此事。

  對于科研人員來說,發現這個熱帶雨林化石寶庫,有著怎樣的價值?曾老解釋道:“通過研究可以知道,在中中新世溫室效應的背景下,漳浦地區冬季最低氣溫明顯上升,減弱了凍死效應,這可能是導致熱帶生物群向北遷移的最重要因素。熱帶生物群的‘北伐’運動帶來大量入侵種,并引起當地生物鏈、生物地球化學循環和氣候條件的變化,從而可能強烈地影響東亞原有的生物類群,進一步塑造了當今的東亞生物區系。”

  換言之,此次發現通過化石角度論證了,亞洲熱帶雨林生物群早在1470萬年前就已達到現在的生態結構,為“熱帶雨林是生物多樣性的博物館”這一觀點提供證據。曾老還介紹,漳浦琥珀生物群不同于其他琥珀生物群之處在于,它有著精確的地質年齡和古氣候數據,可以清晰了解該琥珀生物群的環境背景。同時,琥珀和植物葉片化石在沉積物中是保存在一起的,通過這些化石,科研人員可以用數學模型把當地降雨量、溫度等古氣候數據計算出來,有利于為現今全球氣候的預測提供參考。

  更重要的是,漳浦琥珀生物群也是最豐富的無差別采集、用于科研采集的琥珀生物群,完整保留了初始的古生態和埋藏學信息,為其他琥珀生物群的古生態恢復和埋藏學偏差矯正提供了珍貴的對比數據。

  下一步有何打算?仍有大量化石需詳細鑒定 將開展更深入研究

  “十年磨一劍”,此次研究成果是王博、史恭樂領導的由多個學科的30多位研究人員組成的聯合團隊,歷經十年辛苦勞動和無私奉獻的結晶。這既是一次綜合性、階段性的研究成果,也是漳浦生物群的初步研究成果,著重展現漳浦生物群的總體面貌。

  目前,科研人員只鑒定了8000余枚蟲珀,仍有大量化石需要詳細鑒定。接下來,研究團隊有意出版一本中文書籍或化石圖冊,集中展示研究成果;對一些重要動、植物類群,也將開展深入的分類學、系統發育學和古生態學研究。

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  同一時期的廈門也有熱帶雨林分布

  5月1日,該項目研究成果發布后,迅速引起國內外各學界人士的關注。不少廈門市民、讀者也紛紛發問,距離漳浦佛曇僅幾十公里路程遠的廈門,是否也曾有熱帶雨林分布?對此,導報記者采訪了廈門市園林植物園助理研究員陳伯毅博士。

  陳伯毅介紹,此次研究成果足以論證歷史上的福建地區分布著熱帶雨林,同一時期的廈門也不例外。“1982年在廈門大學自來水廠附近的山溝發現一株筆筒樹,這是中國大陸對筆筒樹的首次記錄。這種植物原生長于中生代侏羅紀,是當時恐龍的主要糧食,可見當時的廈門也屬于熱帶地區。”

  據悉,熱帶雨林的分布區年降雨量很高,通常高于1800毫米,我國現有的熱帶雨林,只分布在云南南部的西雙版納及藏南地區南部,其他地方均未出現。那么,在廈門市園林植物園內出現的“熱帶雨林區”是怎么回事呢?

  陳伯毅說,它是通過園林造景的方式,利用高壓霧化裝置,營造一種霧森的場景,模擬熱帶雨林高溫高濕的環境。雖然園內熱帶雨林區有很多熱帶雨林的代表物種,但這些物種都不是福建省的原生物種,而是通過引種馴化,逐步適應了廈門的氣候,最后才定植在熱帶雨林區,形成現在的景色。一方面,這個熱帶雨林區的建成,能夠更好地保護熱帶雨林地區的一些植物,通過遷地保護的方式,將珍稀瀕危的物種保育下來,遠離滅絕的危險;另一方面,通過景區的設立方便市民群眾近距離觀察、了解相關知識,起到科普教育和展示作用。

  目前,市園林植物園內熱帶雨林區的代表物種包括龍腦香科的望天樹,漆樹科的人面子、菠蘿蜜、大果榕、火燒花等,市民游客進入其中均可觀賞到。

  來源:海峽導報