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新知丨雅魯藏布江縫合帶發現特殊化石——放射蟲:見證汪洋大海到世界屋脊

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2019

2019年1月22日17時 新華報業網

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交匯點訊 在浩瀚無垠的海洋中,生活著一種微小的生物,它們呈球形、盤形、扇形、塔形等多種形狀,身體的中心骨骼上有刺呈放射狀向外伸展,因而得名放射蟲。12月8日,中國科學院南京古生物研究所羅輝研究員向公眾展示了在雅魯藏布江縫合帶中新發現的放射蟲化石及其最新研究成果,小小的放射蟲化石見證了青藏高原從汪洋大海到世界屋脊海陸變遷歷史。

曾幾何時,青藏高原地區還是一片汪洋大海,一度與現在的地中海東西連通,是橫跨於地球東西方的超級大洋。它是如何從一望無際的海洋演變成直衝雲霄的巍巍高原,放射蟲化石是如何見證了如此巨大的海陸變遷?

雅魯藏布江縫合帶發現放射蟲化石

從2013年到2018年連續六年,每年夏天羅輝都帶領研究團隊,深入青藏高原對雅魯藏布江縫合帶進行野外考察及實測剖面。「縫合帶是兩個大陸碰撞銜接的地方,以極其特殊的岩石—蛇綠岩出露為標誌,通過考察澤當金魯等20多條剖面,我們驚奇地在與蛇綠岩伴生矽質岩沉積中發現了極其豐富的放射蟲化石,它們的存在時間覆蓋三疊紀一直到古

近紀。」羅輝解釋說。

放射蟲是一類單細胞海洋浮游生物,羅輝告訴記者,「在岩石手標本上,肉眼看放射蟲只是一個個小白點,直徑相當一根頭髮粗細,個體直徑0.1-2.5mm,群生的可大於15mm。在顯微鏡下看則結構精緻。不同種類的放射蟲生活在不同水深的海洋水體中,從大洋表面到深海5000米都有,大多數放射蟲生活在幾百米水深的區域,靠捕食藻類和比自己更小的生物維生。」

據介紹,放射蟲自寒武紀至現代都有分布,由於其殼體是矽質,放射蟲在死亡並沉入海底後不容易被溶解,而是大量富集起來。這些堆積在海底的放射蟲殼就形成了所謂的放射蟲軟泥。有統計稱,這種軟泥覆蓋了整個地球海底面積的3.4%。

正是由於放射蟲可以在深海海底沉積物中保存的特性,它們得以在地殼板塊縫合帶的研究中起到關鍵作用。地球板塊縫合帶中殘留了很多深海的沉積物,這些沉積物中往往只有放射蟲,沒有其他化石。所以,放射蟲化石可以作為研究板塊運動的主要證據。

放射蟲曾經生活的大洋

西藏雅魯藏布江縫合帶中的放射蟲曾經生活的大洋被地質學家稱之為新特提斯洋,從放射蟲化石和其它地質資料分析,新特提斯洋從三疊紀中期已基本形成,並且一直延續活動到4000萬年前的始新世。據古地磁資料推算,白堊紀時新特提斯深水大洋的寬度至少在1500公里以上,有專家估計可達5000-6000公里。

一些地質學家研究推測,甚至早在2.8億年前的早二疊紀時,青藏高原就是波濤洶湧的特提斯洋。它位於北方歐亞大陸和南方岡瓦納大陸之間,比太平洋大得多,這個洋橫貫歐亞大陸的南部地區,與北非、南歐、西亞和東南亞的海域溝通。而且當時特提斯洋地區的氣候非常溫暖,海生動植物發展茂盛。

這個大洋是如何誕生和消失的?根據加拿大地質學家威爾遜的理論,他認為海洋的生命周期有胚胎期、幼年期、成年期、衰退期、終了期和遺痕期。「地球的板塊運動使特提斯洋消失,放射蟲曾經棲息生活繁衍的這片家園現在面目全非。」羅輝感慨道。

青藏隆升,放射蟲化石升至海拔5000米

曾經的汪洋大海如今的世界屋脊,到底是怎樣的巨變讓當初沉睡在海底的放射蟲抬升到海拔近5000米雅魯藏布江縫合帶呢?是什麼樣的驚天力量造成了青藏高原的隆起呢?來自地質學、古生物學、氣象學等多學科考察最終證實了青藏高原的隆起是由於數次板塊碰撞的結果。

250萬平方公里的青藏高原囊括了全球所有海拔超過7000米的山峰,隨著研究的深入,科學家發現造就青藏高原主要是板塊運動和造山運動,這個秘密在大洋深處的洋中脊。洋中脊是一條貫穿幾大洋的巨型海底山脈,總長度超過50000公里。在洋中脊的中心區域,地下岩漿最為活躍溫度很高,地球內部的能量從這裡宣洩和釋放,熔岩和熱流連續爆發和溢出,將洋殼向兩側持續推擠,進而帶動大陸板塊的位移和碰撞,造成群山隆起。億萬年來,洋中脊始終在演化和發展著,它是板塊運動和造山運動的源泉與推手。而青藏高原上喜馬拉雅山脈的崛起則源於7000萬年前,當時印度板塊從地球南部的岡瓦納大陸分離,一路北上,長途跋涉3000多萬年,最終與歐亞板塊碰撞拼合,雅魯藏布江沿線正是板塊碰撞形成的巨大縫合帶。

不過,科學家證明,在距今600萬年,當時青藏高原海拔不會高於2000米,地勢相對平坦。為什麼青藏高原隆升速度會如此驚人?著名地球物理學家滕吉文,通過地磁觀測、重力測量和人工地震的方式來獲知青藏高原地層深部結構數據,他研究表明:地下地殼更厚、兩大板塊碰撞有著複雜的交錯與滲透和快速運動的上地幔,這些因素成為加劇青藏高原劇烈隆升的重要動力。

滄桑巨變,青藏崛起蘊藏無窮奧秘

在地球長達46億年的漫長歲月中,滄海桑田之事屢見不鮮。如果將地球歷史的46億年比做一天24小時,我們發現:地球形成0:00,生命起源於凌晨4:00,原始多細胞動物出現在晚上20:00前後,恐龍時代延續了約50分鐘,而我們人類的歷史僅占24小時的最後一分十幾秒。生命生生不息,探索永無止境,南京古生物博物館館長馮偉民告訴記者:就在近期,中國科學院的考古學家在西藏史前歷史研究中取得了突破性進展,他們發現,早在4萬年前,古人類就開始定居青藏高原了!

關於青藏高原形成秘密、內在機制和對世界與人類的重大影響的探索不斷刷新人類的思維和視野。中國科學院院士、自然地理專家鄭度最近表示:「中國科學家們通過多學科研究,最終證實兩三百萬年來,青藏高原的隆起對中國乃至世界的氣候環境和人類發展影響深遠。對當今中國大地版圖的形成及文明的產生起到至關重要的作用,青藏高原的隆起還導致歐亞大陸的大氣環流發生巨變。」記者發現,從多年前「炸穿喜馬拉雅山引水」的奇想到最近「天河工程」的推進,藉助科技進步,中國人與艱苦自然環境抗爭的腳步從未停歇。

曾經的驚濤駭浪,曾經的地動山搖,青藏高原留下許多地球和生命演化的奧秘等待科學家們破解。羅輝透露「雅魯藏布江縫合帶放射蟲化石總體上還缺乏系統的古生物學與生物地層學研究」。他的課題組還在依託中國科學院的重大專項及國家基金項目繼續深入地開展這方面的探索。

交匯點記者 施愛春


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