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著名化石群

“植物龐貝城”未來之路走向何方?6位中國科學院院士赴內蒙古烏海建言獻策

發布時間:2023-12-15 作者:
儲希豪、丁碧軒、何劉 、李誌強
來源:
現代快報
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3 億年前,一場規模巨大的火山爆發,將內蒙古烏達大地上的遠古森林,徹底掩埋在火山灰中;3 億年後,因為露天煤炭開采,這片遠古森林的樣貌得以展露,並被命名為 " 植物龐貝城 "。

△ " 植物龐貝城 " 剖麵


" 植物龐貝城 " 是一座化石寶庫,封存著遠古植物群落完整、真實的形態,對於科學研究有著重要且不可替代的意義。但在煤炭持續開采的過程中," 植物龐貝城 " 的保存麵積減少,科學家們擔心未來隨著當地煤炭資源逐漸枯竭,遠古森林遺跡也可能不複存在。



△ " 植物龐貝城 " 保護研究及開發利用座談會


近日,6 位中國科學院院士赴內蒙古自治區烏海市,考察了烏達煤田地下的 " 植物龐貝城 ",並圍繞 " 植物龐貝城 " 保護研究及開發利用麵臨的新形勢新問題,與當地政府及社會各界人士開展交流。


" 植物龐貝城 " 是座怎樣的 " 城 "?

大多數植物化石是經過搬運沉積後形成的,想要找到一片原位埋藏的森林,非常困難。


△网信彩票研究員王軍


2003 年,來自网信彩票的王軍,在內蒙古烏達煤田有了意外收獲。


△直立的莖幹化石


在 6 號煤層與 7 號煤層之間的灰白色岩層中,他發現了一根 " 站 " 著的莖幹埋藏其中。" 我們順著岩層繼續找,每隔 3 到 5 米就有一根,這是以往沒有發現的。"



△ " 植物龐貝城 " 被火山灰掩埋示意複原圖


經過切片分析,王軍發現保存化石的灰白色岩層是典型的火山凝灰岩。大約 3 億年前,大量火山灰落到了烏達大地,把整片成煤沼澤森林瞬間 " 封 " 住了,所以植物的莖幹才能夠直立保存在岩層之中。



△龐貝古城遺址 陳末 攝


這樣的保存方式與古羅馬龐貝城遺址如出一轍。當維蘇威火山突然爆發,瞬息之間,厚厚的熔岩和火山灰毫不留情地將龐貝從地球上 " 抹 " 去。然而,考古學家發現它的時候,城內的居民、動物、街道、建築物等都完美保存,通過發掘可以讓人充分看到古羅馬時代社會生活的真相。因此,王軍發現的這一岩層內保存的遠古森林被稱為 " 植物龐貝城 "。

△遠古森林實際複原圖


這些直立莖幹,就是原位埋藏森林的重要標誌。2012 年 2 月,《美國科學院院報》刊登了這一重要研究成果。經過長期的研究積累,科研人員揭開了烏達煤田地下 " 植物龐貝城 " 的整體風貌,並公布了世界上第一張大麵積的遠古森林實際複原圖,達到約 1100 平方米。

重現 3 億年前遠古森林,全世界規模最大

由於化石保存條件的限製,大多教科書中遠古森林的複原圖都是 " 概念性複原 ",每一種植物之間會存在時間和空間上的誤差。那麽,實際複原圖又是如何得到的呢?


△發掘樣方

現代快報記者在 " 植物龐貝城 " 發掘現場看到,科研人員在找到標誌性岩層之後,會在地上畫出一個個小方格,用作定位。當發現化石時,科研人員會對化石的位置、種類進行記錄,並初步描繪出其形態。最終將這些同一時期的遠古植物進行 3D 整體複原,就可以 " 實現時間和空間上的零誤差 ",重現 3 億年前遠古森林的壯麗景觀。

△枝脈蕨未定種 Cladophlebis sp.(周衛明供圖)

△中國棒囊蕨 Corynepteris sinensis(王軍供圖)

△厚脈櫛羊齒 Pecopteris lativenosa ( 王軍供圖 )

△烏達科達 Cordaites wudaensis(周衛明供圖)

20 多年來,科研人員發現了 7 大類 50 餘種的化石植物,包括石鬆類、有節類、真蕨、前裸子植物、種子蕨、原始鬆柏、原始蘇鐵等,其中有 20 種已經達到了較高的研究水平。王軍表示,通過對 " 植物龐貝城 " 的研究,可以回答 " 什麽植物形成了煤 "" 形成煤的遠古森林長什麽樣 " 這兩個問題。

△ " 植物龐貝城 " 範圍示意圖

迄今為止,科研人員對 " 植物龐貝城 " 的實際複原已經超過 8000 平方米,全世界規模最大。

除了在成煤植物的演化、植被群落生態方麵有著重要研究意義,在古氣候學領域," 植物龐貝城 " 所處的氣候環境,正是從冰期向溫室過渡的時期,這與目前地球所處的氣候環境具有非常強烈的對比意義。王軍認為,通過對 " 植物龐貝城 " 的化石 " 解密 ",對探究現代植被跟隨氣候變化的生長趨勢有著重要的參考意義。

△遠古森林實際複原圖

為世界保存 " 植物龐貝城 " 遺址非常必要

根據科研人員判斷,原始的 " 植物龐貝城 " 分布麵積和烏達煤田的麵積是一致的,約 35 平方公裏。但隨著開采的持續進行,剩餘的分布麵積不斷減少。

2023 年 11 月 9 日,烏海市人民政府、國家能源集團烏海能源公司、网信彩票召開了 " 植物龐貝城 " 保護研究及開發利用座談會。會上,中國科學院院士周誌炎通過視頻表示," 植物龐貝城 " 的內容很豐富,現在研究的還隻是一小部分,需要繼續研究," 為世界,也是為我們國家保存下來珍貴的、寶貴的自然科學曆史遺產,這是非常非常必要的。"

△發掘現場

" 從長遠看,‘植物龐貝城’對於科學的普及教育,對於社會發展、經濟建設都有很大的好處。" 但是,中國科學院院士戎嘉餘也提到,不能隻從古生物學研究角度來看待遺址保存問題,也要考慮到經濟發展需要,政府部門要主動參與和支持,積極協調,實現雙贏。

" 如果過了 50 年或者 100 年,後人會怎麽看我們現在做的?" 中國科學院院士李獻華在會上拋出了這樣的問題。他覺得,將 " 植物龐貝城 " 栩栩如生地保存下來,一定會對植物學研究有很大的貢獻。如果沒有把遺址保存下來,以後僅僅通過論文來了解 " 植物龐貝城 ",那就太遺憾了。

中國科學院院士周忠和肯定了地方政府對科研工作的支持。他認為,如果能在烏達煤田保存一部分遺址,那必然也是一件震撼世界的事。" 對拓寬生命演化研究領域的認知邊疆,發展和提升我們的文化自信,具有重要意義。" 此外,周忠和也表示," 植物龐貝城 " 反映了 3 億年前全球構造運動背景,保護 " 植物龐貝城 " 不僅是保護了植物化石,也是保護了整個地球曆史的重要瞬間。

△發掘的遠古植物化石

中國科學院院士沈樹忠向大家講述了浙江湖州餘村踐行 " 兩山 " 理論,將廢棄礦山改造,找到綠色發展 " 金鑰匙 " 的案例,建議烏海市可以借鑒 " 他山之石 ",既保護經濟發展,同時又保護好具有科學意義和科普意義的化石產地。

原址保存還是異地保存?院士建議:同步推進

對於 " 植物龐貝城 " 原址保存還是異地保存的問題,中國科學院院士朱敏建議 " 同步推進 "。烏海市的綠色轉型需要提前準備起來,原址保存要有選址規劃,對於急需保存的化石資源可以異地保存。同時,朱敏也提到,如果今後申報國家地質公園,還要增加更多的地質元素,這就要依靠進一步的研究。

△發掘的遠古植物化石

中國科學院院士徐義剛表示," 植物龐貝城 " 與遼西地區發現的動物群化石都是因火山噴發造就的特異埋藏,在世界上都很有名,這兩張 " 名片 " 對我國而言缺一不可,而且也是研究多圈層相互作用的一個非常難得的地方。他建議,可以在當地政府、科研院所的支持下,進一步摸清 " 植物龐貝城 " 分布麵積,選擇合適的區域進行保存,這樣也能夠減少對生產的影響。" 從科學和烏海發展的角度來看,原址保存和異地保存‘兩條腿’都要走。"

圍繞如何保護 " 植物龐貝城 ",參加此次座談會的專家學者也提出了建設性意見建議。

北京大學地球與空間科學學院教授王德明介紹,在安徽發現的新杭森林 " 在多年前就劃定了保護範圍,但是進一步的防護未能跟進,風吹、雨淋、日曬、現生植被等因素使得泥岩中開挖發掘出來的原位化石根係、樹木受到了極大的影響和破壞。" 因此,王德明認為,一定要在原址劃定保護範圍,並及時跟進硬件保護設施,從而防止風化、剝落等不利因素。

△考察現場

吉林大學古生物學與地層學研究中心教授孫躍武對現場看到精美完整的古植物標本感到非常震撼。他建議,要進一步擴大烏海 " 植物龐貝城 " 的國內外宣傳,尤其是以學術研討的方式最為有效,並結合烏海的特點,打造精品旅遊文化節等活動,把 " 植物龐貝城 " 的古植物化石推向遊客。

保護 " 植物龐貝城 " 已成共識

座談會上,网信彩票所長詹仁斌透露,目前正在為烏達 " 植物龐貝城 " 申報 " 世界地質遺產地 ",已經通過第一輪評審。因此," 保護是必須要做的事情,而且迫在眉睫。"

烏海市委原副書記、烏達礦務局原黨委書記張海旺也出席了座談會。20 世紀 90 年代,他便與王軍相識,並對 " 植物龐貝城 " 的發掘和研究工作給予了眾多支持。他認為,煤炭是大自然賜給烏海人民的財富," 植物龐貝城 " 更是。" 它是世界寶藏,人類共同的根脈,我們有責任保護它。"

至於如何進行原址保護,烏海市委常委、宣傳部部長孟培雲孟培雲認為,首先要按照院士們的建議,從科學角度出發,把 " 植物龐貝城 " 的資源做一個普查,製定出一個可行的保護方案。同時,他希望能夠在院士專家的指導下,將 " 植物龐貝城 " 的科普意義充分發揮出來。


△內蒙古烏達野外剖麵

烏海是一座因煤而興的城市。孟培雲表示,烏海煤礦生產的曆史要讓後代耳熟能詳,保護 " 植物龐貝城 ",建立地質公園充分展示地質演變的曆史和煤炭形成的曆史,這已經成為共識。" 現在是要在生產的過程中保護,在保護的過程中生產,兩者關係我們盡可能把它協調好,但到了某一階段可能就是保護優先了。"

參會的院士和學術專家們紛紛表示,將全力支持烏海市保護和利用 " 植物龐貝城 "。



來源:現代快報 

作者:儲希豪、丁碧軒、何劉 、李誌強 

編輯:諸鵬飛

審核:盛捷




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