“植物庞贝城”是座什么“城”?

区域古植物复原图

“植物庞贝城”是怎么发现的? 为了找到“植物庞贝城”掀掉了整个山顶

“我之所以会想到去内蒙古乌达煤田,是受到我在读博时导师的影响。”王军的博士生导师曾经在乌达煤田考察时,吃饭期间无意中找到了一块保存精美的植物化石。1993年,王军和导师一行三人又去了乌达煤田,想要找到更多、更好的化石。“那里的化石又多又好,但那个时候并没有意识到是因为火山造成的。”就这样,他们每年都去当地采集化石。

直到2003年,王军和美国一个专家又去了乌达,这次才意识到应该是火山爆发造成的:“因为煤田的煤被挖开了,我们发现了很多完整的标本。”

这个“植物庞贝城”在山腰,共有66厘米厚的火山灰。火山灰的上面是煤,下面还是煤。为揭开“植物庞贝城”的真实面貌,他们借来了大型机械,把压在火山灰上的泥土、石头等一一掀掉。当山顶全部揭掉,露出化石层,王军和他的团队成员们小心地把化石标本敲打出来。每敲出一块,是什么种类的植物,具体方位在哪里等等,都要做好标记。

那么,找到了“植物庞贝城”,会有什么新发现?

“植物庞贝城”里藏着什么? 每隔三五米就有一个直立树干

王军和他的团队发现,一般化石中的植物都是躺着的,但是,乌达的化石是“站着”的。“很密集,每隔三五米就有一棵直立的植物树干。”我们开始怀疑,这里很可能像庞贝古城一样瞬间被埋入地下,“凝固”起来。王军说,就是当时的那次火山喷发,把这个生命保存下来了,火山灰把这些叶子全打落下来以后,埋在树干的周围,然后火山灰就把这些树叶都埋在里面,地下有直立的茎杆保存,这也是证明它是火山保存的一个非常直接的因素。

王军介绍,化石是在两层中间,可以清晰地辨认出植物茎干的印记,“普通的植物化石根本达不到这样的条件,非常难得。”此外,因为大量的植物被火山灰掩埋并被炭化,因此形成了现在的煤田,据悉,我国华北地区大量的煤都要“归功”于这个“植物庞贝城”。如今,王军的研究团队有来自10多个国家的30多位科学家们共同解读整个“植物庞贝城”的信息。

释 疑

“植物庞贝城”或告诉我们植被跟随气候变换的趋势

在王军展示的大量化石照片中,几十种植物的叶片、树干,经络分明、栩栩如生,依然呈现着它们在3亿年前的生活样貌。据介绍,这片原始森林中,共有6大植物类群,分别是石松类、有节类、瓢叶类、蕨类、原始松柏类、苏铁类,而瓢叶类植物占据了森林的“统治”地位。“植物庞贝城”揭示了复杂性瓢叶类植物能够在局部区域占据统治地位,并让科学家了解到高层植被科达与封印木是不能在同一生态环境下共同生存的。

这次发现的“植物庞贝城”所处环境,正是地球气候从冰室向温室过渡的时期,与地球目前所处的气候环境具有非常强烈的对比意义。而植物化石的变化往往是一段时期内地球环境及气候变化的最好证据,因此,对这些化石证据进行“解密”,对探究现代植被跟随气候变换的趋势也具有重要的参考价值。

当然,如此庞大的“植物庞贝城”依然留有许多未解之谜。“例如,我们首次发现科达(裸子植物)和封印木(孢子植物)这两种植物,在同一生态环境竟然不能共存;还发现了一种已经灭绝的孢子植物——瓢叶类拟齿叶的完整树冠标本。”王军说,这些谜团在今后的研究中将一一解开。

专家观点

复原远古森林主要依赖于化石群落的保存状况

由于以前植物标本保存条件的限制,迄今人们所看到的地球历史上的远古森林的复原图均为“概念性复原”,无论是在中小学教科书,还是世界各地的科普场馆的那些原始森林复原图,都存在着巨大的时间和空间误差,比如,有些明明不是同一时期存在的远古植物,却出现在同一张模拟图片上,还有一些植物形态与真实的还原有很大差距。

经过对乌达煤矿“植物庞贝城”中众多植物化石形态和位置的三维复原,在全世界首次绘制出了一张远古森林的实际尺寸复原图。这张图片还原了1100多平方米的森林原貌,精确到每棵树的间隔距离都没有丝毫误差。

复原远古森林主要依赖于化石群落的保存状况,“植物庞贝城”中的大量化石都保存得异常完整,帮助我们实现了世界上迄今为止对地史时期陆地景观最大面积的植被实景复原。对于植物庞贝城的研究还在继续,已经采集到的一些精美标本,将计划在南京古生物博物馆对公众进行展示,“植物庞贝城”原址也可能将建科普教育基地。


中国科技网 赵英淑





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