地球史书中有哪些特殊的“词”——化石?

如果说地球的历史是一本书,地层是地球历史的编年史,那么化石就是镶嵌在文字中的图画和特殊的文字,不仅可以生动地诠释神秘的史前世界,更是地球历史的见证者。

化石是地质历史中保存在岩石或沉积物中的生物遗骸和遗迹。科学家认为,如果我们能够避免处理并减少机械损伤造成的破坏,或者避免风化和其他化学损伤,生物遗骸将在快速掩埋后进入长期掩埋阶段。在这期间,随着沉积物的逐渐压实固结,最后变成坚硬的岩石,在石化作用下,那些死尸就可以变成人们能看见的化石。

根据化石的起源,古生物学家将其分为几类。

固体化石通常保存了动物和植物的全部或大部分遗迹(尤其是硬骨),如我们熟悉的北京人头骨、恐龙、三叶虫、硅化木等。,甚至在西伯利亚第四纪冻土中发现的猛犸象,不仅保存了完整的骨骼,还有厚厚的皮肤和长长的体毛。石油地质研究中常见的孢粉、介形类、轮藻、双壳类和腕足类也多为固体化石。

三叶虫

霉菌化石在动植物遗骸作为化石保存的过程中,通过挤压作用在地层岩石表面留下的印痕和模具称为霉菌化石,可以清楚地显示生物坚硬表面的精细结构,可分为几种类型,其中以印痕化石最为常见。

遗迹化石,顾名思义,主要是动物在生命活动中留下的痕迹或遗物,前者如爬行的痕迹和脚印,后者如粪便和卵。恐龙足迹和恐龙蛋是经过漫长的地质过程形成的遗迹化石。遗迹化石也是研究动物生活习性和活动的重要证据。

化石能做什么?

科学家认为,许多无脊椎动物化石由于进化速度快,特征变化明显,易于在短时间内识别,可以有效地用于地层的划分和对比。我国在油气田勘探中,利用地下数千米的牙形刺、孢粉等微体化石建立了多个化石带。根据这些化石带,可以顺利找到含油气的有利层位,实现准确的地层划分和对比。

其次,化石能客观反映当地地层的新旧秩序。一般情况下,地层越高,所含化石种类越丰富,其外貌越接近现代生物。相反,地层越低,化石的结构越简单,种类越单调。这样科学家就可以用化石来还原一个完整的从旧到新的地层系统,地质年代表就是这样建立起来的。

恐龙化石

化石在重塑古环境方面有着不可替代的作用。根据古生物群落的分布,可以恢复环境背景和环境变化的模式。比如有孔虫、鹦鹉螺、三叶虫都是海洋生物,这些化石所在的岩层就是古代的海洋。钙质海绵、藻类和珊瑚化石的出现,不仅表明了它的海洋环境,也表明它曾经是一片温暖清澈的浅海,水深不到100米。正是基于在珠穆朗玛峰上发现的海洋生物化石,科学家们确定它来自汪洋大海。

对于已经灭绝的生物,了解它们的形态、结构和进化线索是必不可少的。化石是生物出现和进化的直接证据。实践证明,人类目前掌握的有关动植物进化的信息,大部分是在化石中找到的。2004年,科学家在印度尼西亚一座岛屿上一个海拔约1米的洞穴中发现的“侏儒”古人类化石,对此前的人类进化史理论提出了巨大挑战。中国辽宁省西部发现大量有毛恐龙,为恐龙研究增添了极其宝贵的信息,为鸟类与恐龙的进化关系提供了难得的证据。在距离云南昆明不远的澄江毛天山发现的寒武纪早期极其丰富的化石动物群,被科学家称为“来自外太空的礼物”!几乎是“突然”出现了数百种动物物种化石,极大地动摇了达尔文的进化论。

恐龙群

从这个角度来看,化石真的不一般。以化石为对象,研究地球历史时期生物世界及其发展的科学,就是古生物学。古生物学作为地质科学的一个重要分支,已经取得了显著的进展。

生物死后变成化石的几率很低(大概只有3%的可能性!),而且,化石一旦形成,在地下水和成岩作用的影响下,化石的内部甚至外部结构都会变得面目全非。当我们把任何一个化石标本捧在手中,如果能把它与生前死后历经沧桑的种种复杂变化联系起来,自然会有一种倍加珍惜的感觉。