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新知丨雅鲁藏布江缝合带发现特殊化石——放射虫:见证汪洋大海到世界屋脊

来源: 新华报业网   作者:施爱春  2019-01-22 21:09:24

  交汇点讯 在浩瀚无垠的海洋中,生活着一种微小的生物,它们呈球形、盘形、扇形、塔形等多种形状,身体的中心骨骼上有刺呈放射状向外伸展,因而得名放射虫。12月8日,中国科学院南京古生物研究所罗辉研究员向公众展示了在雅鲁藏布江缝合带中新发现的放射虫化石及其最新研究成果,小小的放射虫化石见证了青藏高原从汪洋大海到世界屋脊海陆变迁历史。

  曾几何时,青藏高原地区还是一片汪洋大海,一度与现在的地中海东西连通,是横跨于地球东西方的超级大洋。它是如何从一望无际的海洋演变成直冲云霄的巍巍高原,放射虫化石是如何见证了如此巨大的海陆变迁?

  雅鲁藏布江缝合带发现放射虫化石

  从2013年到2018年连续六年,每年夏天罗辉都带领研究团队,深入青藏高原对雅鲁藏布江缝合带进行野外考察及实测剖面。“缝合带是两个大陆碰撞衔接的地方,以极其特殊的岩石—蛇绿岩出露为标志,通过考察泽当金鲁等20多条剖面,我们惊奇地在与蛇绿岩伴生硅质岩沉积中发现了极其丰富的放射虫化石,它们的存在时间覆盖三叠纪一直到古

  近纪。”罗辉解释说。

  放射虫是一类单细胞海洋浮游生物,罗辉告诉记者,“在岩石手标本上,肉眼看放射虫只是一个个小白点,直径相当一根头发粗细,个体直径0.1-2.5mm,群生的可大于15mm。在显微镜下看则结构精致。不同种类的放射虫生活在不同水深的海洋水体中,从大洋表面到深海5000米都有,大多数放射虫生活在几百米水深的区域,靠捕食藻类和比自己更小的生物维生。”

  据介绍,放射虫自寒武纪至现代都有分布,由于其壳体是硅质,放射虫在死亡并沉入海底后不容易被溶解,而是大量富集起来。这些堆积在海底的放射虫壳就形成了所谓的放射虫软泥。有统计称,这种软泥覆盖了整个地球海底面积的3.4%。

  正是由于放射虫可以在深海海底沉积物中保存的特性,它们得以在地壳板块缝合带的研究中起到关键作用。地球板块缝合带中残留了很多深海的沉积物,这些沉积物中往往只有放射虫,没有其他化石。所以,放射虫化石可以作为研究板块运动的主要证据。

  放射虫曾经生活的大洋

  西藏雅鲁藏布江缝合带中的放射虫曾经生活的大洋被地质学家称之为新特提斯洋,从放射虫化石和其它地质资料分析,新特提斯洋从三叠纪中期已基本形成,并且一直延续活动到4000万年前的始新世。据古地磁资料推算,白垩纪时新特提斯深水大洋的宽度至少在1500公里以上,有专家估计可达5000-6000公里。

  一些地质学家研究推测,甚至早在2.8亿年前的早二叠纪时,青藏高原就是波涛汹涌的特提斯洋。它位于北方欧亚大陆和南方冈瓦纳大陆之间,比太平洋大得多,这个洋横贯欧亚大陆的南部地区,与北非、南欧、西亚和东南亚的海域沟通。而且当时特提斯洋地区的气候非常温暖,海生动植物发展茂盛。

  这个大洋是如何诞生和消失的?根据加拿大地质学家威尔逊的理论,他认为海洋的生命周期有胚胎期、幼年期、成年期、衰退期、终了期和遗痕期。“地球的板块运动使特提斯洋消失,放射虫曾经栖息生活繁衍的这片家园现在面目全非。”罗辉感慨道。

  青藏隆升,放射虫化石升至海拔5000米

  曾经的汪洋大海如今的世界屋脊,到底是怎样的巨变让当初沉睡在海底的放射虫抬升到海拔近5000米雅鲁藏布江缝合带呢?是什么样的惊天力量造成了青藏高原的隆起呢?来自地质学、古生物学、气象学等多学科考察最终证实了青藏高原的隆起是由于数次板块碰撞的结果。

  250万平方公里的青藏高原囊括了全球所有海拔超过7000米的山峰,随着研究的深入,科学家发现造就青藏高原主要是板块运动和造山运动,这个秘密在大洋深处的洋中脊。洋中脊是一条贯穿几大洋的巨型海底山脉,总长度超过50000公里。在洋中脊的中心区域,地下岩浆最为活跃温度很高,地球内部的能量从这里宣泄和释放,熔岩和热流连续爆发和溢出,将洋壳向两侧持续推挤,进而带动大陆板块的位移和碰撞,造成群山隆起。亿万年来,洋中脊始终在演化和发展着,它是板块运动和造山运动的源泉与推手。而青藏高原上喜马拉雅山脉的崛起则源于7000万年前,当时印度板块从地球南部的冈瓦纳大陆分离,一路北上,长途跋涉3000多万年,最终与欧亚板块碰撞拼合,雅鲁藏布江沿线正是板块碰撞形成的巨大缝合带。

  不过,科学家证明,在距今600万年,当时青藏高原海拔不会高于2000米,地势相对平坦。为什么青藏高原隆升速度会如此惊人?著名地球物理学家滕吉文,通过地磁观测、重力测量和人工地震的方式来获知青藏高原地层深部结构数据,他研究表明:地下地壳更厚、两大板块碰撞有着复杂的交错与渗透和快速运动的上地幔,这些因素成为加剧青藏高原剧烈隆升的重要动力。

  沧桑巨变,青藏崛起蕴藏无穷奥秘

  在地球长达46亿年的漫长岁月中,沧海桑田之事屡见不鲜。如果将地球历史的46亿年比做一天24小时,我们发现:地球形成0:00,生命起源于凌晨4:00,原始多细胞动物出现在晚上20:00前后,恐龙时代延续了约50分钟,而我们人类的历史仅占24小时的最后一分十几秒。生命生生不息,探索永无止境,南京古生物博物馆馆长冯伟民告诉记者:就在近期,中国科学院的考古学家在西藏史前历史研究中取得了突破性进展,他们发现,早在4万年前,古人类就开始定居青藏高原了!

  关于青藏高原形成秘密、内在机制和对世界与人类的重大影响的探索不断刷新人类的思维和视野。中国科学院院士、自然地理专家郑度最近表示:“中国科学家们通过多学科研究,最终证实两三百万年来,青藏高原的隆起对中国乃至世界的气候环境和人类发展影响深远。对当今中国大地版图的形成及文明的产生起到至关重要的作用,青藏高原的隆起还导致欧亚大陆的大气环流发生巨变。”记者发现,从多年前“炸穿喜马拉雅山引水”的奇想到最近“天河工程”的推进,借助科技进步,中国人与艰苦自然环境抗争的脚步从未停歇。

  曾经的惊涛骇浪,曾经的地动山摇,青藏高原留下许多地球和生命演化的奥秘等待科学家们破解。罗辉透露“雅鲁藏布江缝合带放射虫化石总体上还缺乏系统的古生物学与生物地层学研究”。他的课题组还在依托中国科学院的重大专项及国家基金项目继续深入地开展这方面的探索。

  交汇点记者 施爱春

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编辑:顾志铭

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