【海洋之谜】英研究显示冰川冷风有助保存精细化石

' C. \/ u8 H* T  [$ M1 A8 p9 A                               
登录/注册后可看大图

7 X0 G( @+ }. F) T, P) K- w* q9 G* w/ ~南非桌山苏姆页岩中的一个广翅鲎化石，其年龄约为4.4亿年。它保存完好，你可以看到它的肌肉块，腮，以及游泳的鳍。

                               
登录/注册后可看大图

南非开普省，苏姆页岩（灰色）以及一个大型盆地构造就位于此。

8 S; G% h1 e8 D& I# O2 p

                               
登录/注册后可看大图

# F5 T* Y5 v/ c7 j6 a0 L  根据化石复原的广翅鲎形象，它正在追逐一只牙形石。南非的苏姆页岩沉积区是全世界仅有的两处完整保存了牙形石躯体的地点，包括其肌肉、眼睛和脊索。牙形石有可能是最早的脊椎动物祖先。


$ R. W2 T4 c& \  j  N4 ?/ k

' |& m5 Y. x3 a: g3 S                               
登录/注册后可看大图

  
9 q( J" ]1 b4 \. x% P8 F  A- H    被磨碎的岩石可以被风带入空中，掉落海冰层，并最终进入海洋。在那里由于浮游生物和藻类的作用沉入海底，并最终成为软体动物化石的保护地。
4 Z7 d/ ^8 b* o; F
  12月8日，据国外媒体报道，一项最新的研究显示，地球上最罕见、保存最为完好的化石之所以成为可能，可能得益于源自冰川的冷风，及其搬运的细沙。
  软体动物的遗体常常在被沉积物掩埋，从而逐渐成为化石之前就会腐烂，或是被其他生物吞食。但是一群4.35亿年前的软体动物化石却被奇迹般地保存了下来，并在南非的一片厚厚沉积物中重见天日。
  “这些沉积物使得化石上一些难得一见的细节被保存了下来，”莎拉·伽波特(Sarah Gabbott)说。她是来自英国莱切斯特大学的古生物学家。“你最常接触到的是生物硬体部分的化石，但是在这里，你可以看到肌肉、眼睛、身体器官和其他组织，这都是早就该被腐蚀掉的部分。这都是得益于风力搬运来的沉积层。”
7 J5 u5 E( H& h, s" @0 ]! z/ f/ h  伽波特和其他研究人员一起将这一发现发表于12月份的《地质学》杂志，并认为它是最早的化石风成机制的案例。这一发现将帮助科研人员找到更多类似的地点，找到更多保存良好软组织遗迹的化石，从而加深对史前模糊历史的了解。
  伽波特说：“如果你留意观察今天的海洋生物世界，你会注意到90~99%的生物是软体动物。如果我们只收集硬体生物部分的化石，我们将错过最大部分的生物群落。”
  大约4.45亿年前，地球上的陆地分为南北两块超级大陆，即南方的冈瓦纳大陆(包括今天的非洲、南极、澳大利亚、南美洲)和北方的劳亚古陆(包括亚欧大陆和北美)。冈瓦纳大陆的大部分地区被一种严寒的天气笼罩，冰川遍布。当冰川发生移动，它们巨大的重量会将下方的地面岩石碾成细碎的沙粒和尘土。而当冰川后退时，从冰川区吹向大洋的冷风扬起裸露的极细沙尘，并将其带到海冰面，最后落入大海。
  “这是我能想到的唯一地质学上符合逻辑的解释，”克里夫·阿特金斯(Cliff Atkins)说。他来自新西兰惠灵顿维多利亚大学，是一位沉积地质学家。他本人并未参与这项研究。“这和我们在现代南极环境中观察到的情形一致。事实上，我最近才刚刚结束在南极为期六周的工作，研究课题便是南极海冰面上的风成细沙。”
  但是冰川风搬运细沙粒到大海还只是故事的一部分。这些粘土级别的小颗粒被吹到海里，它们本身富含铁质和其他矿物质，海水中的浮游生物和藻类会吸附其上并开始蓬勃生长。。
7 \: q) {6 m; E  I* N. |! |+ _  这些微粒上附着的微生物生长使其质量加大，并最终沉入海底。在海底，微生物的有机成分腐烂分解，并在此过程中耗尽水中的氧气。这样的缺氧环境保护了随后沉入海底的软体动物的组织不会腐烂。
- g4 c$ H% o* z! r% X1 H. x, R  厚度达30~50英尺(9.14米~15.24米)的苏姆页岩区(the Soom Shale)沿着非洲南端蜿蜒分布，就像一根900公里长的曲棍球杆。从库伯斯(Keurbos)地区的柑橘园和葡萄园，延伸经过开普敦，向东抵达伊丽莎白港。伽波特和她的同事们已经在此发掘化石超过20年。主要的工作地位于策达伯格山脉(Cedarberg mountain)，它的位置大约在开普敦以北241.4公里处。
3 W3 q6 t5 n7 X) x' _% ?, Q) [! i  对于古生物学家而言，发掘工作就是与时间赛跑，他们努力工作，挖掘拯救凸眼的牙形石，相貌古怪的广翅鲎，以及更多尚需确认的化石。
  “当地的农民会将这些石头挖出来丢到马路上，因为他们认为这是不错的铺路石。”伽波特说。“当然他们可能是因为对此不了解，但是他们这样做毫无以为是在毁掉化石。”
* r: i' _/ L, i: a* ~: _  但很多科学家对于风暴、海洋或河流对沉积物的搬运作用是否真的能对化石保存起到作用持有怀疑态度。
  “和大部分页岩一样，这片沉积岩是由粘土类矿物形成的，但其中也含有许多淤泥成分。”伽波特在分析这片沉积区的组分时说，“这种成分的唯一合理解释就是某种遭受冰川侵蚀的地貌。”
& ?9 |4 C/ ^6 r  要找到风成作用的地质学证据是极端困难的。海水的冲刷，海洋生物的搅动都会让风暴搬运来的沉积物形态发生混乱变化，使其难以辨认。但在这一区域，缺氧的化学环境，1毫米~10毫米的极细微页岩层理，以及显微分析下揭示出的不寻常的淤泥成分，凡此种种的证据，足以排除其他解释的可能性。
  “我们现在基本已经了解了在过去亿万年间，在这片海域发生的沉积状况。要解释这种状况，唯一的可能性就是风。”伽波特说，“它确实与众不同。”
  c+ m* A4 A8 O0 ]" Y9 {1 z$ S4 r  彼得·凡·罗伊(Peter Van Roy)是美国耶鲁大学的一位古生物学家，他本人并未参与此项研究。但是他认为这项发现确实指出了古生物软组织保存的一条相当有希望的途径。
" j6 t0 M9 Q" d# H5 }& @  “化石的形成状态可以告诉我们关于这种生物生存状态的蛛丝马迹，”罗伊说。“简而言之，它会帮你正确的解读化石，因此这是很重要的工作。”
  在这一工作告一段落后，伽波特表示接下来的工作主要就是找到更多类似的地点进行发掘，力图填补化石记录中的一些中断。
  “在其他冰川期期间，南非的开普省地区形成了大量黑色页岩，如3亿年前的石炭纪。”她说，“我很想去现场看一下。”