
你能想象嗎?大約3億年前,内陸城市陽泉周圍是赤道附近的淺海,适合各種海洋生物,成群的海洋霸主,鲨魚,沐浴在溫暖的陽光下,在該地區自由遊動。
這個,不是故事,8月25日,國際學術期刊《地質學報》,用封面文章報道了陽泉市第二疊烏拉爾太原群層中發現的鲨魚花瓣化石,這意味着我省的化石增加了海洋霸主——鲨魚。
共出土15顆花瓣鲨牙化石
鲨魚作為海洋中兇猛的頂級捕食者,它的化石出現在中國内陸山城陽泉,不禁讓人驚歎不已。鲨魚化石是如何出現在陽泉的?化石是如何被發現的?這種花瓣鲨發現了什麼樣的鲨魚?這一發現對科學有何啟示?帶着諸多問題,山西晚報采訪了陽泉市規劃與自然資源局花瓣鲨化石研究的參與者之一白志軍。
白志軍是花瓣鲨化石的發現者,由于需要工作,他在陽泉地區進行了長期的大量野外調查工作,發現了白桃河獸、陽泉長壽、混合陽泉木、美石丹德木等一系列重要的古生物化石。"如果你将地質岩層與一本記錄地球曆史的書進行比較,那麼化石是地球曆史中最直覺,最容易了解的文本。"白志軍說。
白志軍告訴記者,花瓣鲨的研究始于2019年12月12日,在此期間,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的蓋志軒和林向紅兩位老師,以及該省第二地質調查院陽泉分院的張俊文參加了化石挖掘。
研究組對陽泉地區本溪、太原石灰岩層進行綜合調查時發現,陽泉市郊區平山村錢石灰岩層的海洋生物化石最豐富,而堆積形成的灰岩是一組生物化石, 其中針鼹的海百合最豐富,最大厚度為2.6米。岩中的腕足動物主要是長體贻貝,其次是十蟄贻貝,以及豐富的海扇等扇形化石,這些化石的個體比陽泉等區域輪廓大得多,最大的石燕和海扇可達18厘米。
2020年,正好趕上新冠的爆發,蓋志軒、林湘紅兩位老師都無法去陽泉現場辦公室,在北京的辦公室裡悶悶不樂,閱讀國内外科研資料,比較調研。白志軍負責在張俊文的協助下,在陽泉化石點繼續挖掘。在三個月的時間裡,他們發現了15個齒鲨牙齒的化石。經過多次讨論和現場确認,研究小組将化石與研磨,測量和資料分析進行了比較,最終選擇了儲存最完好的七顆牙齒來完成研究。
花瓣鲨魚是什麼樣子的?
據林湘紅介紹,花瓣齒鲨是一類原始軟骨魚,主要生活在炭薔-Ii-2000時代(約3.6億至2.5億年前),就其牙齒大小而言,它們的牙齒大小與現存的大白鲨相似,可以推斷出花瓣鲨是長達3至5米的史前大鲨魚。花瓣鲨是世界性的一個屬,化石廣泛分布于英國、意大利、俄羅斯和北美等北半球地區,在南半球尚未發現。由于軟骨魚的屍體大多難以儲存,迄今為止發現的花瓣鲨魚化石是零星的牙齒。
化石儲存表明,花瓣鲨魚可能像今天的大多數鲨魚一樣,擁有終身替換的牙齒,這意味着失去的牙齒可以被新的牙齒取代。由于花瓣鲨隻發現了牙齒化石,動物的完整形态已經很久沒有被準确了解,但研究人員仍然可以根據散落的牙齒化石标本,勾勒出這些古代殺手的一般外觀。
傳統觀點認為,它們是一種緩慢移動的貝類魚類,以底栖軟骨和雙殼類動物等帶殼生物為食(底栖生物是那些栖息在海洋或内陸水域底部或底部的生物)。但從目前的牙齒化石來看,皮瓣鲨牙齒的獨特形狀表明,它可能是另一種生活方式:刃齒的邊緣覆寫着大量垂直的凹槽,但也有巨大的咬合面,這可能更适合撕裂獵物的肌肉組織。
該研究表明,在拍打鲨魚的樹冠底部周圍水準堆疊的脊條可能具有通過增加牙齒刺穿肌肉軟組織時增加摩擦力來防止獵物逃逸的能力。是以,花瓣鲨的生态位置可能與現代大白鲨相似,後者是古代海洋中的頂級捕食者。在歐洲和美國以外的中國和日本發現的翻蓋鲨表明,它具有跨洋遷徙的能力,很可能是一種遊泳者,而不是最初認為的底栖貝類。
發現花瓣鲨的主要科學意義是什麼?
中國科學院古脊椎動物與古人類學研究所副研究員蓋志軒表示,在陽泉地區二疊烏拉爾太原群的遷石灰岩層發現的花瓣鲨魚化石是我國首次發現的牙齒化石。豐富了我們對華北二烏拉爾時期生物多樣性的認識,大大拓展了北半球花瓣鲨的古地理分布。
該研究的重點是陽泉地區太原集團Moy石灰岩地層中的花瓣鲨魚和相關生物群,從2000年烏拉爾時代到薩克瑪爾(約2.9億至2.98億年前)。錢石灰岩層作為一組生物沉積碎片的灰岩,富含大量古錢币中類似海百合莖的化石(是以是蛭石灰岩層),此外還有大量長腿貝類和石燕作為腕足動物和其他頭足類動物的代表,是海洋生物化石的代表, 由此可見,近3億年前的陽泉是赤道附近的一片淺海,暖光,非常适合各種海洋生物。
許多人可能會問,鲨魚化石是如何在2.9億到2.98億年前産生的?白志軍告訴記者:"随着人類曆史有了詳細的年度代表性,地球演化的曆史也有詳細的年度代表性,但今年代表一百萬年,今年的絕對年齡是用放射性同位素來衡量的,然後這一年代表不同的時代會出現不同種類的生物, 就像不同朝代的曆史有不同的代表性瓷器一樣。我們經常使用一些海洋相,全球分布,進化更快的生物作為标準化石進行全球比較,以确定化石的相對年齡。例如,這次發現的齒鲨化石與一種名為(蠕蟲加蛞蝓)的單細胞标準化石共生,是以我們可以很容易地确定花瓣鲨魚的年齡屬于第二次鹹烏拉爾亞瑟王時期到薩克馬爾時期,是以我們可以在國際地層委員會釋出的最新國際年代表上找到這個絕對年齡。"
如何保護這些化石?
白志軍說,經過近幾年的努力,在陽泉發現了大量具有重要科研價值的古代生物化石,對揭示地球的古代地理、古代環境和生物演化具有重大的科學意義。同時,研究中國化石,講好中國故事,對于民族文化的自信和公德心建設,也是非常有意義的。
據了解,陽泉市政府高度重視古法磷的保護、開發和利用。目前,陽泉市已開展"全國古生物化石重要化石集中地申報"工作,還開展了陽泉市古生物化石資源調查,邀請中國科學院專家開展陽泉古化石研究,建成南山公園化石科技園, 建了三泉新村化石保護坑,儲存了全國最粗糙的柯達木,開展了豐富的戶外化石科研活動。
關于本研究報道的花瓣鲨化石,中國科學院聘請了中國著名的古化石修複師楊定華繪制了一幅特殊的修複圖,該圖譜被國際學術期刊《地質學報》第四期報道。同時,浙江盤古化石博物館的美輪漫畫家"餘峰"畫了在陽泉發現的花瓣鲨的漫畫,大大友善了人們對這種古鲨魚的輕松了解。
也許大家都很好奇,牙齒化石怎麼能還原整個鲨魚的畫面呢?白志軍告訴記者,"古代理論"是古生物學研究的重要規律,恢複花瓣鲨是參考活鲨的,另外目前有兩個完整的拍打鲨魚化石,從它的全貌上可以看出,一條是來自美國蒙大拿州的貝蘭特鲨,另一條是來自德國和英格蘭北部的賈納薩鲨, 我們還參考這兩個标本來恢複花瓣鲨魚。當然,如果有一天我們有幸找到了一個完整的斑片鲨标本,那麼我們今天的恢複可能會被完全颠覆,這就是科學一步一步向前發展的方式。"
為了保護寶貴的化石資源,陽泉一直将發現花瓣鲨魚進行保護,化石村委會有專人照看,自然資源執法部門不時檢查,陽泉市文化旅遊局也将化石旅遊作為未來發展規劃,陽泉市規劃與自然資源局也在積極吸引投資, 期待早年陽泉化石進入我省乃至中國著名的旅遊文化名片。
化石研究還有很長的路要走
據省自然資源開發中心進階工程師高建平介紹,陽泉近年來發現了大量的古生物化石,也取得了許多國際公認的重要古化石研究成果,陽泉已成為中國乃至世界著名的化石産地。
陽泉位于黃土高原和華北平原的過渡地帶,以山地景觀為主,許多典型的地質剖面都暴露得很好,此外還有火山、石窟、溫泉和太行山等豐富的地質遺迹景觀。我國地質和古生物學研究曆史悠久,早在清末至民國時期,丁文江、李思光、王竹泉等巨人中國地質事業在陽泉開展了大量開創性的、開創性的地質研究工作。陽泉發現了許多重要的古生物化石,其中國家重點保護是:木炭時代到二層(早在3.15億年前)我省最古老的,數量最多的591塊木化石組成的大型木化石群;非關鍵保護古生物化石較為豐富,我國發現了稀有古生昆蟲化石,在煤成岩期發現了216種植物化石,200多種海洋無脊椎動物。
山西省地質博物館将陽泉作為地質和古生物學知識的野外實踐基地,多次組織博物館從業人員和志願者到陽泉學習。來自北京、太原、石家莊等地的戶外團體和科研教育團體也紛紛前往陽泉參觀古代生物化石,使得陽泉市化石旅遊産業初具規模。
有一句禅宗名言叫:"看山就是山,看山不是山,看山就是山。白志軍說,用這句話來形容地質學家看山是最合适的。因為地球在渤海三田已經無數次了,能記錄的地質岩層卻很少。我們曾為"五千年的文明"感到自豪,不知道地球有46億年的進化曆史,從一個熾熱的火球逐漸冷卻,直到産生水,生命從無到有,從簡單到複雜,地球的土地經曆了闆塊聚集和分解,海平面經曆了無數的上升和下降, 最後形成了現在的七大洲和四大洋。"化石是我們發現和研究地球的重要證據,是一種寶貴的不可再生的自然資源,是以古化石的保護和合理開發利用還有很長的路要走。"白志軍說。山西晚報記者 溫麗芳