為什麼人類難以形成化石?

三葉蟲會排著整齊的長隊在海底移動

人類之母露西墜樹而亡


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人類難以形成化石,主要有這麼幾點原因:

1.1 人類在地球上出現的時間短,而人類成為全球性分布生物的時間更短,僅僅數千年;

1.2 水生生物與陸生生物在形成化石的概率上有天壤之別,前者碾壓後者;

1.3 陸生植物與陸生動物在形成化石的概率上有天壤之別,前者碾壓後者。

第一點, @秦綠蘿 的回答已經提到。長平之戰的那些骸骨現在還只是骸骨,都沒能變成化石呢。

第二點,這涉及到沉積岩的形成規律。

絕大多數沉積岩的形成需要水的參與,而江河湖海是形成沉積岩最佳的環境。當水生生物死後沉降到水底泥砂上時,緩慢而堅定的掩埋過程就此開始。假以時日,必定會形成大量化石。隨著構造運動地殼抬升,昔日的水下堆積物如今可能位於叢山峻岭之間,只要去找就一定會有發現。

第三點,這與生物的習性有關。

原因很簡單,植物沒有腿。動物會跑來跑去,死得到處都是,而植物則不同。植物一旦在某個適宜的環境下生根發芽,就會一直樹立在那裡,直到死亡倒下。如果植物的生長環境正好是一個易於形成化石的地質環境時,大量的植物化石就會隨著時光一起沉澱。

說到這裡,終於提到了核心問題:什麼才是易於形成化石的地質環境呢?

以下內容涉及到較多地質學概念,請慎讀。

結論前置:

形成人類化石需要什麼條件。

第一,足夠長的時間。人類的歷史有260萬年左右,這個時間僅僅足夠早期人類骨骼形成化石

第二,遺骨需要保存在一個持續沉降的地區,或者被河流衝進這樣的一個地區。從而讓其有機會存在於局部沉積基準面之下,可以被泥砂覆蓋,變成化石。

第三,未來的地質活動還要很巧合的讓這些保存了人類化石的地層發生抬升,隱藏在山野之中,讓後世研究者有機會找到。

所以,為什麼人類難以形成化石並被發現呢?

a.存在時間不夠長,古代許多骸骨的埋藏深度恐怕還不足以變成化石。只有人類曙光期的那些,才有變成化石的可能性。

b.人類分布廣泛,高原、丘陵、山區、平原都有,其中只有生存在沉降區(大部分平原、沙漠山前綠洲、高原的少數地區)的古人,才有可能在久遠的未來形成化石被保存下來。然後在未來的構造運動中露出地表(需要的時間可能比如今的人類歷史還久遠,尷尬)。

c.也正是因為人類存在的時間短暫,這也讓一些洞穴成為保存人類骸骨的重要埋藏地當時間變得足夠長(千萬年計、億年計),絕大多數的洞穴將會被風化作用抹平,連帶其中一切的人類化石、早期壁畫、原始石器。

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2.1 沉積基準面的概念

2.2 沉積基準面以下的蓄水盆地(湖泊、海洋)

2.3 地質沉降,與相對變化的沉積基準面(地質意義的盆地)

2.4 Lucy在哪裡被發現的?

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2.1 引入一個概念:沉積基準面(base level of deposition)。

沉積基準面是一個人為虛擬的曲面,在這個面以上發生風化剝蝕作用(weathering/erosion),以下發生泥砂堆積(沉積作用,deposition/sedimentation)。當地表與這個虛擬概念中的曲面近似吻合時,風化與沉積速率相近,導致基本不風化但也基本不沉積的現象,被稱作沉積物過路(當然,說「只是路過」也不錯)

應該怎樣理解這個虛擬的非物理面呢?其實吧,挺玄乎的……一般來說,可以把海平面理解成地球上的的終極沉積基準面(這裡不考慮水下重力流這類特殊情況)。對於陸上區域,局部地區的特殊地貌或者構造背景也可以在陸上形成湖泊(這是廢話),那麼湖平面可以作為一個局部沉積基準面。於是,海洋和湖泊里發生持續不斷的沉積作用;陸地上大部分地區(尤其是山區)發生持續不斷的風化作用;而在沉積基準面與地表貼近的部位,發生以河流為代表的沉積物過路現象(平原地區)。當然,陸地上也有發生沉積作用的地區,下文再說。

帶著這樣的概念,我們重新來審視一下地球上一塊岩石的生命歷程

A.地殼抬升,生於山巔(山體高出沉積基準面,岩石風化脫落

B.順流而下,巨岩變小石(河流基本沿著一個地區的沉積基準面發育,是一個地區的相對海拔低點

C.小石變砂礫,堆於湖泊/陸上沉積盆地(陸地上,局部沉積基準面較高的地區常形成湖泊/沉積盆地

D.湖泊填滿,變成河流,砂礫沿著沉積基準面繼續奔流(湖泊填滿/盆地填平,變成過路狀態

E.化身泥砂,沖積入海(越過地球上的終極沉積基準面,沉積在海里

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2.2 沉積基準面以下的蓄水盆地(湖泊、海洋),及水生生物化石繁多的原因有了關於沉積基準面的基本概念,我們發現這顆星球的絕大部分表面都位於終極沉積基準面以下的海洋里,而陸地上的一小部分則位於局部沉積基準面以下的湖泊里。在這樣的地區,沉積物可以任性的堆積,層層疊疊,聚沙成石。而這些環境恰恰是水生生物大量繁衍的地方——所以,一方面是持續不斷的聚沙成石(形成沉積岩),另一方面是一代代生物的生存與死亡,大量的生物硬殼、骸骨自然而然的隨著沉積物掩埋起來,並最終變成化石。

於是,對應了開頭的提出的

1.2 水生生物與陸生生物在形成化石的概率上有天壤之別,前者碾壓後者;

當這些水生生物形成化石以後,隨著地殼的抬升,昔日的海底變成今日之山脈,在風化剝蝕作用(erosion)的摧花辣手下,岩石逐漸剝離脫落,終於讓這些遠古的生物重見天日——以化石的形式。

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2.3 相對變化的沉積基準面,與持續沉降的地表

當代的媒體在科普地殼運動的概念時,將主要的注意力放在了板塊構造學說及板塊漂移(水平運動)上,而對地殼在垂直方向上的運動涉及不多。雖然很多人能夠理解板塊碰撞導致的造山帶隆起形成喜馬拉雅山脈、板塊俯衝導致形成深不可測的馬里亞納海溝,但對另一些垂直方向的地殼活動缺少了解——沉降

為什麼沉降很重要?是因為地球表面始終處在風化—堆積的動態平衡里(相對變動的沉積基準面)。發生沉降的地區,地表緩慢下沉,地面將會傾向於位於局部沉積基準面以下,形成地貌上的窪地,匯水成湖,聚沙成石。

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放一套我認為特別經典的圖吧,順序被我打亂了,大家看看熱鬧就好。相關專業人士就不要問我來自哪篇文獻了:不是這個坑的告訴你也沒啥意義;是這個坑的連這篇文獻也沒讀過,你還是多花點功夫吧。作者R.L.Gawthorpe,點到為止。

【需要指出的是,這只是相對沉降的一種類型而已,僅用來加深感性認知】

在上一套圖中,由於地表的持續沉降,導致地表逐漸下降到局部沉積基準面以下,具有了大量供泥砂堆積的空間,在陸地上出現聚沙成石的效果。當然,類似的過程在海里也發生著,不展開。

這與生物形成化石有什麼關係呢?有的。

首先,地表沉降形成湖泊環境,有利於水生生物的繁衍和埋葬,形成水生生物化石;其次,陸生植物趨水而生,這樣一個多水的潮濕環境有利於植物的生長和保存,有利於形成植物化石;第三,大量的河流攜帶泥砂匯聚於此,將攜帶的砂石卸載,這裡面也包括河流從其他地區沖刷來的生物遺骸(植物殘渣與動物骨骸);第四,大範圍持續沉降的地質背景,可以使在這片地理空間內生存的所有動植物都處於一個易於形成化石的沉降環境中;第五,這種地質沉降的持續時間,往往以百萬年-千萬年計算足以形成數千米厚的地層,埋藏大量的化石。

------------------重點來了------------------

換句話說,那些生活在非地質沉降區的生物,等同於生活在難以保存地層的風化剝蝕區,在大時間尺度下,難以保存為化石!即便在較短時間內埋藏在地下形成了化石,也很容易因為長期的風化剝蝕而遭到破壞!

用通俗的話說:

a.那些現今生活在山區、丘陵、高原上的生物,保存為化石的幾率都挺渺茫——包括人類。

b.它們變成化石的機會,存乎於遺骸被河流衝進一個穩定、長期發育的地質沉降區。

c.由於地球上並不是所有陸地都是(或曾是)這種沉降區,所以很多過往生物的化石,將註定難覓蹤跡。

而這一點,是通常介紹化石形成過程的科普文所不會告訴你的故事。

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現今,我們看到雄偉的青藏高原,存在大量的物種。而也許兩億年後,青藏高原將在風化剝蝕的偉力下變成低海拔平原。這期間曾經生活過的無數奇妙生物,也許在未來都無法找到曾經存在過的證據。它們很可能真的會消失在地質歷史的長河裡。

即便有少部分幸運者順河流而下,保存在現今還在沉降的地區(比如四川盆地),未來的研究者們可能並不會將其化石與曾經的雄偉山脈聯繫起來,而是認為其生活在就近的沉降區。其實,後人們可能都不知道還曾經有一座8843米高的珠峰——就如同今日的我們無從知道,在過去的46億年里,地球上曾經崛起過多高的山峰。

堅持讀到這裡的朋友,你們會不會莫名的有點傷感?

反正我會:在地球面前,生命是多麼的渺小啊。

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回到問題本身,我們回過頭看看形成人類化石需要什麼條件吧。

第一,足夠長的時間。人類的歷史有260萬年左右,這個時間僅僅足夠早期人類骨骼形成化石

第二,遺骨需要保存在一個持續沉降的地區,或者被河流衝進這樣的一個地區。從而讓其有機會存在於局部沉積基準面之下,可以被泥砂覆蓋,變成化石。

第三,未來的地質活動還要很巧合的讓這些保存了人類化石的地層發生抬升,隱藏在山野之中,讓後世研究者有機會找到。

所以,為什麼人類難以形成化石並被發現呢?

a.存在時間不夠長,古代許多骸骨的埋藏深度恐怕還不足以變成化石。只有人類曙光期的那些,才有變成化石的可能性。

b.人類分布廣泛,高原、丘陵、山區、平原都有,其中只有生存在沉降區(大部分平原、沙漠山前綠洲、高原的少數地區)的古人,才有可能形成化石被保存下來,然後在未來的構造運動中露出地表(需要的時間可能比如今的人類歷史還久遠,尷尬)。

c.也正是因為人類存在的時間短暫,這也讓一些洞穴成為保存人類骸骨的重要埋藏地

首先,山洞存在於山上,本質上是一個長期遭受風化的區域(沉積基準面以上)。可是,局部的小環境又使得洞穴是一個短時期內堆積山區沉積物的良好環境(低于山體表面,是一個局部沉積區)。巧合的是,短暫的時間(不到300萬年)不足以讓絕大多數山洞被風化抹去。而且,山洞又是早期人類鍾愛的居住場所,在堆積人類骸骨方面有天然優勢。(感謝 @孫天任 的提醒! )

所以我們可以注意到,洞穴堆積物是早期人類化石的重要發現地點(山頂洞人、北京人發來賀電)

但如果時間擴大到千萬年計算呢?我用實際經歷來告訴你們:

在山區,有時候可以發現一些古代洞穴堆積物的殘留。它們不再具有洞穴的外觀,只是其中岩石的特徵足以讓人識別出來曾經是洞穴的一部分。我就曾找到過這樣一個古代洞穴堆積物——在丘陵地帶的一片狹小的平地上——然後在裡面找到一個古代犬科動物的下頜骨,有著鋒利的犬牙。我也曾在一座山的山頂看到一個正在遭受破壞的溶洞,其中堆積了不知道多少年遺留的黃色土層和紅色土層。如果挖掘一番,一定會有很多小型哺乳動物化石

換句話說,當時間變得足夠長時,洞穴將會被時間抹平,連帶著其中曾蘊藏的一切化石。

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最後的最後,人類之母Lucy到底是在哪裡被研究者發現的呢?

答案是東非大裂谷的衣索比亞段,位於地球上最年輕的地質沉降區之一

人類偉大征程的起點,與這個星球壯闊的地質沉降事件,就以這樣一種奇妙的方式,連接在了一起。

(此處應有音樂聲——「Lucy in the sky with a diamond」)

感謝閱讀~

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BTW,原題目描述實在太辣眼睛了……萌哭


說下我的理解,我不太了解古人類,如有錯誤歡迎指出。

我覺得除了生存環境,生活方式之外,這個問題的答案可能和人類數量以及化石的定義有關係。

人類不是自古以來就這麼多的,而事實是,我們現在處於甚至沒到我們這個物種數量的頂峰,人的數目是這幾千年才到達一個非常可觀的階段的。而這個時間太短,我們一般都稱之為屍骸而不是化石。

簡單來的說,地球表面到處都是人這個狀態,才出現沒多少千年。之前都是零零散散的,保存下來也很難。我們看恐龍,看猛獁,和我們看人類化石是不一樣的。恐龍是過去時,人類是過去進行時。

想一想,侏羅紀的恐龍去找三疊紀的早期恐龍化石,也找不著(;`O′)o。

涉及地質方面,請移步@雲舞空城 的答案,很詳細,同時調戲一下女神_(:з」∠)_


WTF...

露西墜樹而亡之前生小孩了嗎?


我讀書少你們不要騙我,人類化石不是很多的嗎??

圖片來源見水印,侵刪。


整齊的長隊...?exo me? 那王府井上的人也叫整齊的長隊了。。

生物遺骸能保存成化石,本身就是一個小概率事件。那為什麼還有這麼多化石?因為當年的時候這種生物的數量更多,分布更廣泛而已。生物形成化石的條件其實很苛刻的,沒有大家覺得的那樣,只要死了等著就可以了...


為什麼四九年以後出生的人沒有一個活過百歲的?


強烈建議大家補充問題時不要刪除原描述,奇圖共賞!


其實很多生物都很難形成化石了,變成化石的只是很少一部分,大部分都在化學作用和地質作用下回歸大自然了。

另外人類出現的時日較短,大概距今幾百萬年,而化石的形成需要幾萬年到上億年的沉積,而且還需要一個合適的環境,我記得科學家考證說人類的始祖好像發源於森林還是草原,這兩個地方腐殖質較多,生物死後不易形成化石。

非專業人士,僅是喜歡科學,如果有錯誤請各位指正,謝謝*^O^*


因為現在禁止土葬一律火化


因為人 渣太多。


簡單地說,老師上課提到過,化石的形成最重要的條件:快速埋藏。不是挖個一米深的坑快速扔進去,是要大量的沉積物快速堆積。還有一點就是需要時間,如果肉還附在骨頭上,撐死了叫木乃伊不能叫化石。

我覺得現在形成化石最好的條件是龐貝古城,所以,等個幾萬年幾百萬年去龐貝下面挖一挖,還是可以發現人類化石的。


年份不夠


從森林古猿算起到現在有五百萬年,智人的誕生僅僅只有一萬年。

這麼短的時間,化石還沒形成就被現代人挖出來了。

再者地殼變動也不太大,很難創造完美化石的形成條件。


人死了把自己埋土裡不就是增加成為化石的幾率么?棺材表示有我在,最多變成煤炭


這問題一句話就回答了,新中國的百歲老人為什麼都是民國甚至清朝出生的?


化石沒有,木乃伊還是有一些的


都被當晚餐了


1.在陸地會被風化剝蝕。連岩石在地表足夠長的時間都會風化剝蝕,更何況生物,如果保存手段不好,馬上就會被微生物分解,骨頭也被某些生物啃了。除非一大坨松油把人包得像琥珀。所以在陸地的生物一般不容易形成化石,但是也有一些例外,比如發生一些事件,將其快速埋藏起來,比如發生地震或者什麼情況,該生物掉到冰窟了,沉入沼澤等等,這種情況下,如果這個地區在未來若干百萬年是處於接受沉積的情況,就可能形成化石。

2.人類歷史太短,不足以形成化石。形成沉積岩的時間是按百萬年為單位。


貌似成為化石的我們把他們叫做猴子


變形金剛裡邊不是用那個啥種子一炸就成化石了么 還是個挺高級的金屬化石


額……反正我聽說過元謀人化石,北京人化石,藍田人化石~


單從我國來看,在萬年之後,我們的後人,通過考古,會得出此地鮮有人類居住的結論!因為我們都被燒成灰了!


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