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羅平生物群國家地質公園: 兩億年前定格的海底世界

羅平生物群國家地質公園: 兩億年前定格的海底世界

在距今 2 億多年前,地球遭遇了一次空前的「物種大滅絕」,海洋中超過 95%的生物遭遇了滅絕。而生活在雲南羅平地區的生物足夠幸運,憑藉這裡獨特的環境,保留下一條罕見的完整生態鏈,也成為了大滅絕後三疊紀海洋生態系統全面復甦的直接證據。近日,國土資源部正式同意命名雲南羅平生物群國家地質公園,這也意味著羅平生物群的研究與保護力度將更進一步提高。

令人震驚的海洋生物化石庫

據了解,分佈於雲南省羅平縣羅雄鎮大窪子村委會與大水井鄉金箐村委會交界處的三疊紀海洋生物化石群,距今約 2.417 億年,保存非常完整精美的海生爬行動物以及魚類、節肢動物、雙殼類、腹足類、棘皮動物、菊石、植物等,初查面積約 200 平方公里的三疊世紀生物化石群落。在丰度、分異度、保存程度上堪稱神奇、罕見和完美,從典型性、代表性、稀有性和國際對比性上看,價值非凡,具有古生態學、古埋藏學、古地理、古氣候等方面重要意義。

羅平生物群的發現也是個有趣的故事。2007 年 10 月,地質調查局成都地質調查中心的領隊張啟躍研究員與同事呂濤,在大凹子村採集岩石標本。傍晚考察快結束的時候,一塊石頭引起了張啟躍的注意 , 石頭表面有層黑色的附著物。他拿出放大鏡一看,居然是一排排菱形魚鱗的半截的魚化石。張啟躍繼續搜尋,終於找到了另一塊印有魚化石的石頭,兩塊石頭恰好組成一塊完整的魚化石。

這個魚化石是條裂齒魚,身體紡錘形,牙齒呈尖銳的錐形,顯示它應該是一種掠食者。裂齒魚是三疊紀的常見魚類,僅在命名的就有長興副裂齒魚、大冶似裂齒魚、揚子似裂齒魚、江蘇似裂齒魚等。

羅平的山體是喀斯特地貌,又是海相沉積,因此裸露的岩體上可以見到層層疊壓如同樹的年輪一樣的層理。這些一層一層的岩石,是億萬年的時間裡,來自陸地的碎屑物、火山灰和宇宙塵埃在海洋里的沉積,還有大量海洋生物遺骸的沉積。在海洋生物大量死亡的年代,生物的遺體量很大,並在硬結成岩過程中形成化石。隨著地殼運動,這些原本在海底的岩層逐漸隆起,成為陸地,被風蝕、水蝕之後,呈不同的形狀裸露在地表,化石就有了被發現的可能。

截至 2009 年,成都地質調查中心羅平生物群研究項目組,仔細尋找每一層的每一件化石標本。累計剝石萬餘平方米,採獲各門類化石上萬件。 羅平地層中保存著上萬條古代魚類化石,魚類化石和節肢動物化石保存完好、種類豐富。羅平生物群是令人震驚的海洋生物化石庫。

2011 年,羅平生物群被國土資源部專家評審通過,被命名為「全國首批建設野外科學觀測研究基地」,並以綜合得分最高,在全國 36 家「國家地質公園」候選單位中名列第一。 今年 10 月 17 日,雲南羅平生物群國家地質公園正式獲得國土資源部同意命名,成為曲靖市首座國家地質公園。這對有序保護開發利用羅平生物群化石資源,促進旅遊資源的永續利用,科學發展和進一步提高羅平知名度,推動當地旅遊業的發展將產生積極的影響。

下一步, 雲南羅平生物群國家地質公園將遵循「在保護中開發,在開發中保護」的原則,做好園區內三疊系海洋生物化石、岩溶峰叢地貌景觀等地質遺迹資源的保護和開發利用,開展公眾地學科普教育和科學研究,並按照國土資源部相關規定和《國家地質公園建設指南》要求,加強國家地質公園管理,完善國家地質公園建設,促進地方資源、環境和經濟的協調發展,為生態文明建設做出貢獻。

「生物大滅絕」的倖存者

二疊紀末的生態系統,像是一個突發的事件。科學界已發現,那時候環境發生了巨大的變化,從海相的岩石裡面發現氧氣大量消失的證據。當時,西伯利亞發生了大規模的火山噴發,大量的二氧化碳影響到了整個全球氣候。火山噴發是持續不斷的,大約有 50 萬年左右,甚至更長,一步一步的最終導致了生態系統的崩潰。當然,在陸地上同樣有災難發生,大量的酸雨毀滅了植被,土壤被沖刷到海洋里。

無論是海底的珊瑚礁還是陸地上的森林,全部消失了,地貌景觀也完全改變了。如果潛入海底的話,僅僅能看到一些比較小的移動緩慢的生物,足夠細心才能在泥裡面看到一些蝦子,它們是災難中的倖存者。

據了解,在 2.418 億年前,羅平是一個凹陷的深水盆地。當斜坡上沉積下來的粗礫石還未完全形成岩石時,這一層還是一個軟泥狀態。此時,一場劇烈的地震、海嘯或者火山運動,都有可能使地層引起巨大的滑塌和變形,從而使羅平的古生物們遭遇到更為慘烈的滅絕。 在三疊紀時期,羅平縣一帶還是一片汪洋大海,海水溫度在 29 攝氏度左右,溫暖的水溫吸引了大量的魚類棲息,而豐富的食物也讓食物鏈頂端的肉食動物接踵而來。然而,火山爆發導致的生物毀滅慘劇毫無徵兆地發生了,這些生命無聲無息地消失了。研究人員在一個地層剖面上找到火山活動的證據——在含化石層 20 米的範圍里一共發現了 5 層的火山灰,都是相隔一定的距離。

億萬年前的羅平處在一個獨特的環境當中。2.4 億年前的羅平古生物群大多是常年處於缺氧的深水環境,大批海洋生物窒息而死。然而,假設該地區一直處於深水環境的話,長期沒有外界氧氣的補給,動物將面臨更加嚴峻的生存空間,會逐漸地滅絕,保留的化石也應該逐層減少。從發掘化石的數量來看,並不是越往上的層位,化石數量就越少,事實上是化石層發掘的數量多少在交替變化。由於常年處於低能缺氧的環境,大批海洋生物窒息而死,硫酸菌在缺氧環境下的還原作用,又毒化了海水,使得它們進一步滅絕並被完整地保存下來。但顯然這裡並不是一直都是平靜的。一次偶然的火山噴發,使斜坡上的碎石滑塌下來,與火山灰一起將海底的古生物們徹底埋藏。

中三疊世時期,羅平地區應該是南盤江盆地邊緣的一個碳酸鹽岩台地凹陷。當海平面下降的時候,南盤江盆地與羅平台地交界的這塊高地可能會暴露出來,從而形成一個障壁島,阻擋了兩地的水體交流,使羅平完全處於滯流低能缺氧的狀態。缺氧環境中的沉積物通過硫酸菌的還原作用,使海水毒化,進一步導致生物的大量死亡並被完好保存下來。另外,間歇性的地質災難又給海洋生物帶來了更加致命的打擊。然而當海平面上升的時候,羅平的海水與南盤江盆地又可以進行比較充分的交流,從而使這裡擁有了足夠的氧氣,讓各種生物繁衍生息。

於是,生命的滅絕和爆發,就在海水交替升降的過程中,輪番登場。而羅平正是憑藉著自己獨特的古地理環境,才能保留一條如此罕見的完整生態鏈。 根據化石記錄,地質歷史上曾發生過 5 次大的生物集群滅絕事件,而二疊紀末期生物絕滅事件是其中規模最大、涉及生物類群最多、影響最為深遠的一次,造成了 95% 以上的海洋生物絕滅。因此,羅平生物群的發現對於探討二疊紀末期生物絕滅事件后,三疊紀海洋生物的復甦機制有著十分重要的意義。

豐富的化石種類

據悉,羅平生物群是由多個門類構成的完整海洋生態系統,目前已鑒定出 6 個門類、40 屬、113 種化石,新命名 32 種。在已經發現的化石中有海生爬行類、魚類、節肢動物、棘皮動物、菊石、雙殼、腹足類、腕足類、植物等十多個大類的化石。與世界上其他三疊紀動物群相比,其種類豐富、保存精美、數量眾多,是目前已知的化石種類最為豐富的三疊紀特異埋藏化石群,其化石類型的多樣性超過關嶺動物群、興義動物群以及盤縣動物群。

而且羅平生物群發現有大量的新屬新種,其中許多化石類別系在首次發現。 魚類是羅平生物群最具特色的動物化石類型,數量豐富,種類繁多,包括至少 30 余種,其中大部分為新屬新種。目前已經命名的輻鰭魚類化石已有 14 種,分別屬於輻鰭魚亞綱軟骨硬鱗魚次綱的龍魚類、裂齒魚類、肋鱗魚類,輻鰭魚亞綱新鰭次綱的半椎魚類和鯡口類等。肉鰭魚類有2個種。

羅平生物群新鰭魚類數量多,種類豐富,證實該類群在安尼期就已經開始了輻射。羅平生物群目前發現的海生爬行類基本涵蓋了三疊紀時期主要的海生爬行類別,包括魚龍類、鰭龍類、原龍類以及初龍類。處於食物鏈頂層的海生爬行類的繁盛說明當時生態系統已經很完善,代表了二疊紀末生物大滅絕之後海洋生態系統的全面復甦。 節肢動物是羅平生物群數量最為豐富的門類,目前發現的化石以甲殼亞門為主,另外還發現有螯肢亞門的鱟類化石和多足亞門的千足蟲類化石。鱟、千足蟲、等足類等化石則是首次在發現。

此外,在羅平生物群中發現了數量不少的軟體動物,包括菊石、雙殼、腹足、箭鞘類等。以雙殼類和腹足類為主,數量豐富,種類也較多;菊石相對較少;箭鞘類化石十分稀少,目前僅發現兩塊標本,但保存有腕鉤等軟體構造。作為海生爬行類和鯊魚等肉食動物的主要食物來源之一,箭鞘類化石在羅平生物群的發現具有較大的生態學意義。

本刊記者 滕玲

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