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《云南地质之旅》 -- 1.6亿年中的三个环节(8) | 费宣

1.6亿年中的三个环节


文:费宣    朗诵:芳语


在澄江发现了寒武纪生命大爆发的各种化石以前,世界上已经有过两次对寒武纪生物化石的重要发现。


1909年,在加拿大布尔吉斯的沉积页岩中,人们发现了一组动物群化石,他们除有壳的三叶虫和海绵动物以外,还有100多种保存得十分完整的无脊椎动物化石:有的像环节动物,有的像海母、海葵那样的腔肠动物,也有像海参那样的棘皮动物……这些动物大多数应该是生活在深海里。经测定,他们生活的年代大约在距今5.1亿年,比澄江动物群晚2000万年。后来,美国科学家维尔卡特把这些动物称为“布尔吉斯生物群”。“布尔吉斯生物群”给了当时科学界极大的震撼,它使科学家第一次清楚地认识到,在寒武纪海洋中,具有像三叶虫一样的骨骼化的动物仅仅占少数,而绝大多数是不易保存化石遗迹的软躯体动物,这些软躯体动物的门类还非常多。这就说明:人们原来以为寒武纪仅仅只有三叶虫等少数硬体动物的认识是片面的。一时间,加拿大布尔吉斯成为全世界古生物学者关注的圣地。


1947年,在澳大利亚南部的埃迪卡拉,又发现了大量的史前无壳动物化石,他们以腔肠动物门的水母类为主,还有环节动物和其他软体动物。地质学家们采集到了几千块化石,在对这些化石进行深入细致的研究后发现:在这些化石记录中,有的是圆形的压印,同现代水母相似;有的是柄状的印痕,与现代的海鳃相似,也是一种腔肠动物;有像细长蠕虫那样的化石印痕;更有一块化石,记录的是一个像马蹄形的头,和大约40个完全相同的体节,与现代的环节动物相似;还有一块化石上的动物,成椭圆形,头部像盾形,身体有T形纹道,样子奇怪,像节肢动物。这些动物同现在已知的任何一种生物都不相似。经过测定,在埃迪卡拉所发现的化石的动物们,他们生存的年代距今约6.7亿年,比加拿大布尔吉斯的动物群早1.6亿年,比澄江动物群早1.4亿年,应该是地球上出现最早的海洋动物群。在1974年召开的国际地质科学联合会巴黎会议上,地质家们一致肯定埃迪卡拉动物群生活的年代为前寒武纪晚期,这是目前已发现的地球上最古老的后生动物化石群之一。因此,埃迪卡拉动物群一直就被作为前寒武纪生物演化的标志。有的地质学家还把埃迪卡拉动物群生活的年代定为一个专门的地质年代,叫做“埃迪卡拉纪”。

但是,澳大利亚埃迪卡拉动物群和加拿大布尔吉斯动物群,一个生活在寒武纪之前,一个生活在寒武纪的早期,两个动物群所显示的年代中间有1.6亿年漫长的时期间隔,动物是怎样演化的不明确,他们之间的演化关系更不清楚。


直到1984年,澄江帽天山动物化石群的发现,填补了澳大利亚埃迪卡拉、加拿大布尔吉斯两个动物群生活时代之间的空白。三个地方的发现,像链条一样,把寒武纪时期和寒武纪以前动物的进化过程连接起来,让我们如实看到了距今5.3亿年前动物进化的真实面貌。所以,澄江帽天山动物化石群是三个链条中间重要的一环。


寒武纪已经发现的动物化石有2500多种,可实际上,在那个时候,海洋中生活着的动物肯定不止2500种。在澄江帽天山发现的动物化石群,由于保存完整,门类众多,分布广泛,比加拿大布尔吉斯动物化石群更全面、更清楚地展示了地球成长历史从39岁到大约41岁时的动物成长状况。而且,借助澄江帽天山发现的动物化石群,还可以了解到那个时候大气、岩石、海洋等方面的状况。所以,澄江帽天山的动物化石群被誉为世界古生物之最, 与澳大利亚埃迪卡拉动物群、加拿大布尔吉斯动物群一起,被世界古生物学界列为地球早期生命起源和演化实例的三大奇迹。


澄江帽天山的动物化石群还告诉我们,许多生物造型远在布尔吉斯动物群之前的前寒武纪时候就出现了。而且,一些动物门类在1.6亿年的漫长时间里,演化过程中是连接的,他们经过了埃迪卡拉—澄江帽天山—布尔吉斯时期,继续向历史的进程演化。特别是在澄江帽天山—布尔吉斯两个阶段,最大的演化现象是产生了带壳的动物,从而进化了许多新的门类。澄江帽天山动物化石群的发现显示,各种各样的动物在这个“寒武纪生命大爆发”的时期迅速起源,立即出现。现在生活在地球上的各个动物门类的祖先们,几乎都“同时”出现在前寒武纪的海洋里,而不是经过长时间的演化前前后后慢慢变来的。这一发现,将动物多样性的历史前推到了寒武纪早期,标志着原始的生命形态在经过30多亿年的准备之后,积累的生命能量和无穷的创造力已经喷薄而出。生命演化的历史从寒武纪开始,翻开了全新的篇章。

距离云南大约14000多千米、位于北纬78度的挪威斯匹茨卑尔根群岛,当地的地质图上显示,斯匹茨卑尔根群岛的地层大部分和云南相似,出露着从寒武系到二叠系的连续剖面。自然,那里也生活过和云南地质历史时期相同的生物。


三个地方发现的动物群生活时代接近,形成化石的地层也相似,说明那个时候他们的生活环境是一体的,或者说这三个地方靠得很近,不像现在隔得这样遥远。但是,在寒武纪前后这1.6亿年的历史长河中,三个时期不同阶段的动物演化并不是完全连续的,他们中的大部分种类并没有相互继承的关系,有的动物种类灭绝了,更多的动物种类又产生了。地球的表面也不断地变化着,地壳慢慢地变厚,陆地冒出了水面,又沉入了海洋。地球的变化实在神奇,到现在“人”能够了解的,也只是大概的情况,更多的未知,还有待于我们去继续探索。



注:本文图片选自中国第一部手绘地质科普读物《云南地质之旅》。

费宣,地矿经济研究员、中国地质学会理事、云南省地质学会主席、加拿大-美国国家地质学会会员。是徒步穿越北极格陵兰岛冰盖、徒步穿越非洲撒哈拉大沙漠进行探险考察活动的第一人!2014.04.成为徒步到达北极点年龄最大的中国人!2016.07.登上海拔7546米的新疆慕士塔格峰,成为登上这座冰山年龄最大的中国人。

出版了《探险格陵兰》,该书的德文版2013年8月在欧洲发行。

2017.04-05月,参加《2017中国珠峰(南坡)登山队》,尝试攀登世界第四峰--海拔8516米的洛子峰,到达7300米的三号营地。

2017.05月,被评为“云南年度十大新闻人物”。


主播简介:芳语,从事新闻工作,
国家一级播音员,。
坚信“如果有梦想,声音就是腾飞的翅膀”。

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