萊陽,玉米地下有一個神秘的白堊紀恐龍大世界
科考隊員正在仔細地用鏟子、毛刷等工具,將化石的輪廓暴露出來
山東萊陽金崗口村2號發掘點的化石挖掘已近尾聲,出露地表的化石正待石膏打包帶走
在一片玉米地中發現的恐龍化石富集層2號點
九月初的齊魯大地,一片綠意濃重。果園等待著成熟飄香,望不盡的玉米在枝葉之間,不斷吐露收穫的須穗。
這是生長在第四紀堆積起來的肥沃土壤之上的豐收景象。就在這層約一兩米厚的土壤之下,則是一個距今約7000-8000萬年前的古老世界——山東萊陽擁有發育齊全的白堊系地層。作為我國重要的中生代古生物化石產地,它是我國地質古生物學家最早發現恐龍、恐龍蛋、翼龍和昆蟲化石的地方。
自上世紀20年代起,這裡經歷了三次古生物大發現和化石發掘。而2008年以來的第三次大規模野外考察中,不但發現了神奇的萊陽平原恐龍峽谷群,而且發現了數十層恐龍和恐龍蛋化石層位,並發掘採集了大量古脊椎動物化石。今年夏天,中科院古脊椎動物與古人類研究所萊陽科考隊,在隊長汪筱林研究員的主持下,再次在這裡進行了大規模化石發掘。日前,他們剛剛收隊結束了近三個月的野外發掘,取得了一些重要發現,如在2號地點第三化石富集層約200平方米的範圍內,採集了200餘件石膏打包的恐龍化石「皮勞克」。
地下100米內至少有8層恐龍化石富集層
從萊陽市區向南驅車約20分鐘,就到了金崗口村。穿過一片玉米地,本次發掘的2號點就在眼前。
這是一個約10米長、12米寬的斜坡面,從地面一直斜深入地下近6米。經過兩個月的發掘和採集,在這層厚約1.5米富集層底部的大型恐龍骨骼化石,基本都已暴露出岩層。為了最大程度地保持化石完整不被人為損壞,科考員將整塊化石「連土端」,包括周邊圍岩一起用石膏打包,然後在當地修理,或部分運回研究所仔細修理,進行詳細研究,將來在萊陽白堊紀國家地質公園內的古生物博物館展出。
散落在斜坡上的那些巨大骨骼,在古生物學家眼中,立即透露出了一個發生在7000多萬年前的一場驚心動魄的地質災難:這些骨骼顯示,至少三條身長8米左右的鴨嘴龍成年個體和五條以上的幼年個體。其中一個成年個體的肩帶、腰帶、前肢和後者,以及十多個完整的尾椎等都散落在不足5米的空間內,骨骼大部分完整保存,說明它們是在還活著的時候,就被突然埋到了地下。它所處的地層主要由泥岩和粉砂岩構成,那時,這裡遍布河流和湖泊,大大小小的鴨嘴龍群居在這裡生活,它們被一次次巨大的泥石流捲入其中,身體被撕裂……或許它們曾同在泥石流中翻滾、呼救、掙扎,卻最終命喪洪流。
今年36歲的向龍,是中科院古脊椎所的資深化石修理技術人員,跟隨汪筱林研究團隊,足跡遍及遼西、甘肅、新疆、山東等地,十幾年的野外發掘和化石修理經歷,養成了他對化石敏銳的感覺。當地參與挖掘的民工用電鑽沖開堅硬的岩塊後,向龍等科考隊員就會用鎚子小心地敲開碎裂的岩塊,尋找和判斷是否可能有化石存在。如果有化石,他們就會趴在地上,小心翼翼地用剔針、毛刷等工具,將其輪廓慢慢暴露出來。接著,會在化石表面一次次噴洒膠水,在裂縫處用502粘結,待膠水滲入吸收干透後,化石將變得更為堅硬,然後等待打包採集。
「很多人以為,恐龍化石發掘出來的時候,就像博物館裡陳列的那樣完整,其實根本不是這樣的。」汪筱林說,這些在地層中埋藏了千萬年的骨骼化石,往往支離破碎、殘缺不全,因此每當發現完整的骨架,科學家都會如獲至寶,如果發現骨骼有些特點,比如以前從未見過、上面有些特殊的印記,更是興奮異常。這一次,在他們發現的一塊鴨嘴龍化石上面,居然有食肉恐龍的齒印,類似這樣的標本,雖然看起來不起眼,很容易被忽略,但往往極有研究價值。
在科考隊2010年發現的2號地點,地表不到100米的視厚度範圍內,發現了至少8層恐龍化石富集層,這樣密集的恐龍化石埋藏,在全世界都實屬罕見。目前汪筱林帶領科考隊對其中三層進行了發掘,對兩層進行了準確的層位釐定。2010-2012年主要發掘並原地暴露第二化石層,目前萊陽市政府在此基礎上建成了2號恐龍遺址館。2013和2014年分別在遺址館東側的水溝邊搶救性發掘了第三和第一層,今年對第三層繼續進行發掘,而明後年將對下伏的第四和第五層進行發掘。然後在科考隊工作的基礎上,當地擴建和升級改造遺址館。地層越往下,越古老,而且地層的顏色也不相同。在工作點的地層剖面上,記者清楚地看到每一層的界線:一層紅、一層綠,每層約有1-2米厚。汪筱林介紹說,沉積地層的顏色是古氣候的真實記錄,一般與鐵離子和有機質的含量有關。紅色等淺色為主的地層代表當時氣候比較炎熱,是在氧化環境下形成的,鐵元素呈三價;而綠色或灰黑色等深色的地層則說明當時氣候比較潮濕,屬於還原環境,鐵元素呈現出二價。有意思的是,2號地點第一、第二層恐龍化石富集在灰綠色沉積中,骨骼呈黑色,而第三層恐龍化石在紅色沉積中,恐龍骨骼都是灰白色的。
「近十幾年,大家的焦點大多集中在遼西熱河生物群。那裡出土了大量重要的脊椎動物化石,研究工作也非常出色。」汪筱林說,「但萊陽的白堊系地層發育比遼西的更齊全,從下白堊到上白統幾乎都有。」其實,這裡的白堊系地層與遼西的一脈相承,比如,在萊陽北面的北泊子和南面的團旺,那裡湖相沉積的頁岩為主的下白堊統萊陽群就與遼西的熱河群如出一轍。更為罕見的是,萊陽不僅有恐龍化石,恐龍蛋化石的數量更是埋藏豐富——在峽谷中,或在化石挖掘點的碎石中隨地翻翻,都有可能找到恐龍蛋殼的碎片,上面的花紋還清晰可見。
華夏大地上第一條恐龍在此出土
古生物學是一門有趣的學問:它對GDP的貢獻幾乎沒有,但在啟迪人們對古老神秘世界的嚮往上,卻有著得天獨厚的優勢。不過,人們對它常有的一種誤解則是:只要挖到一塊好化石,就可以出一個轟動的大新聞。
其實,古生物學是一門重視比較的學科,在不同年代、不同地區、不同物種,乃至遠古與現代生物的比較中,對地球過往的歷史、生命進化的腳步進行追尋。所以,對於一個地區化石的研究,從發現到出成果,乃至形成研究體系,往往需要幾代人的努力。
近年來名聲大噪的遼西熱河生物群,其實早在上世紀二三十年代,就有國內外地質古生物學家去那裡進行了考察挖掘,並對當地化石進行了基本分類與整理。萊陽也不例外。
早在1922年,我國第一代地質學家譚錫疇在對山東萊陽等地進行地質調查的過程中,發現並採集了大量恐龍、魚類、昆蟲和植物化石,並在1923年的《地質專刊》上發表了《山東中生代及老第三紀地層》一文,為中國白堊紀地層的研究奠定了基礎。美國著名地質學家葛利普等對這次發現的魚類、昆蟲和植物進行了研究。1929年,瑞典古生物學家維曼對其中的恐龍化石進行了研究,命名為「中國譚氏龍」——這是中國人發現的第一條恐龍。譚錫疇等的早期工作代表了萊陽第一次恐龍大發現。
第二次是從1950年到1960年。山東大學地質礦物學系師生在萊陽實習時,在金崗口和趙疃一帶的上白堊統王氏群中發現了恐龍和恐龍蛋化石。1951年6月至9月,中科院古脊椎所楊鍾健教授帶領考察隊,在金崗口採集了一大批恐龍和恐龍蛋化石,這是新中國成立以來首次進行的大規模古生物考察和發掘。1954年,楊鍾健在研究萊陽恐龍蛋化石的基礎上,提出了恐龍蛋化石的初步分類方法,從宏觀形態學的角度對其進行了研究。同年,周明鎮率先從微觀角度,即蛋殼顯微結構對萊陽恐龍蛋化石進行了觀察。這些早期的具有開拓性和創造性的研究,為後來趙資奎提出和完善恐龍蛋完整的分類和命名系統奠定了堅實的基礎。
1958年,楊鍾健發表了著名的《山東萊陽恐龍化石》,全面系統地報道了萊陽發現的恐龍和其他脊椎動物化石,其中最著名的「棘鼻青島龍」則是新中國第一龍。同時,他還首次報道了在萊陽發現的翼龍類化石,這也是我國最早發現的翼龍化石。
萊陽還是中國古脊椎動物學會的誕生地。1984年,中國古脊椎動物學會成立大會和古脊椎動物學術工作會議在萊陽召開,參加會議的有來自國內27個省市自治區的73個單位的153名代表。
2008年,萊陽迎來了第三次恐龍大發現。在《山東萊陽恐龍化石》這一經典巨著發表50年之後,汪筱林研究員帶領科考隊,再次對萊陽的地層和古生物化石進行考察。2009年,中科院古脊椎所與萊陽市政府簽署了合作協議。
2010年以來,科考隊連續對萊陽白堊系地層進行了詳細考察,對恐龍等化石進行了搶救性發掘。科考隊確認了萊陽周邊大量化石富集層和埋藏規律,發現了多個恐龍和恐龍化石富集區和化石富集層,新發現數十個化石地點。汪筱林介紹,他們對棘鼻青島龍化石發現的準確地點(即1號發掘點)進行了調查和考證,並在這一地點進行發掘,發現報道了一種新的水龜蛋化石——「萊陽水龜蛋」。目前,古脊椎所已協助萊陽政府,在這一新中國第一龍出土地點建立了青島龍遺址館。「除了有科學研究價值的,我們帶回去仔細修理和進行研究外,其他大部分化石都留在當地,並修理、修復和裝架,陳列在古生物博物館中。」
在地方政府和科考隊的共同努力下,這裡已獲得萊陽白堊紀國家地質公園、山東省級地質公園、國土資源部野外科學觀測基地、國家級重點古生物化石集中保護產地、中科院古脊椎所科研科考基地和「中國恐龍之鄉」等殊榮。
峽谷峭壁上隨處鑲嵌著恐龍蛋皮化石
其實,2008年汪筱林帶隊到萊陽考察,是因為他承擔了一項有關浙江天台恐龍蛋研究的國家自然基金面上項目。萊陽是我國古生物學家最早發現恐龍蛋化石的地方,而且主要基於對萊陽恐龍蛋化石的研究,建立了國際通用的恐龍蛋研究命名系統。正因為如此,為了更好的實施項目研究計劃,對兩個地區恐龍蛋化石群進行對比,他們必須到萊陽進行野外實地考察。
在2008年和2009年的考察中,最令人意外的是,汪筱林率領學生髮現了萊陽將軍頂、姜家泊和金崗口的三個平原恐龍峽谷群。在這些峽谷群中,他們發現了大量恐龍和恐龍蛋的富集區。
萊陽恐龍化石分布區地處平原,如果從周邊的公路上開車駛過或走過,根本無從發現這些峽谷,更不會想到這些峽谷還縱橫交錯,相互連通。汪筱林說,他們也是在穿越一個個出露岩層的深溝,研究地層、實測剖面和尋找化石中發現這些峽谷群的,由此從更宏觀的角度,揭開了萊陽地下巨大的白堊紀世界的神秘面紗。
記者隨汪筱林和科考隊員一起穿越了其中的一條峽谷。這些峽谷並不深,從谷底到谷頂不過十幾二十米的高度,但蜿蜒曲折,峽谷兩側紅色和灰綠色相間的岩層給人神秘與震撼。在平原地區,要掘地三尺尋找恐龍化石,顯然並不容易,而在這裡,大自然已經用水流與風化之刀,為地質古生物學家切好了剖面,它猶如一幅綿延展開的恐龍世界的畫卷:
在紅色的峭壁中,鑲嵌著灰黑色的一彎「笑臉」,這就是從岩石間露了出來的恐龍蛋化石呀!如果你發現有一小灘灰白色的存在,好似紅牆上抹了一痕石灰,那就有可能是一塊恐龍骨骼的化石。
汪筱林解釋,這些恐龍峽谷一般呈東西或南北向展布,通過峽谷,可以很容易到達各個恐龍化石發掘地點。在平原地區能夠形成如此規模、分布集中的峽谷群是十分罕見的,而且一些峽谷中水流潺潺,蘆葦和香蒲搖曳,伴生多個小型湖泊和水庫,更是難得。這一地區受到後期構造運動的影響,富含化石的白堊系地層傾斜,並形成大量的X狀裂隙或正斷層,在這些斷層破碎帶上,經過地下水和地表雨水的長時間浸泡和沖刷,逐漸形成了一系列沿著X裂隙的「之」字形的小裂縫。隨著時間的推移,伴隨水流和風的共同作用,裂隙越來越大,加寬加深形成峽谷。再經過歲月滄桑,就形成了我們今天所看到的大大小小呈網狀分布的平原峽谷群。
走出峽谷,果然見到峽谷之上,就是平原,片片莊稼種植其上。從這個角度來看,就更能領會到本文開頭所提到的那種富有歷史感的場景:在第四紀堆積起來的肥沃土壤之上,種植著果樹、莊稼,就在這層約一兩米厚的土壤之下,則是一個距今約7000-8000萬年的古老世界,那裡蘊藏著來自白堊紀的神秘生靈的遺骸,等待著古生物學家前去解讀它們不為人知的故事。
來源:文匯報 記者:許琦敏
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