冰川冷风有助保存精美化石

南非桌山苏姆页岩中的一个广翅鲎化石,其年龄约为4.4亿年。它保存完好,你可以看到它的肌肉块,腮,以及游泳的鳍。

南非开普省,苏姆页岩(灰色)以及一个大型盆地构造就位于此。

一项最新的研究显示,地球上最罕见、保存最为完好的化石之所以成为可能,可能得益于源自冰川的冷风,及其搬运的细沙。

软体动物的遗体常常在被沉积物掩埋,从而逐渐成为化石之前就会腐烂,或是被其他生物吞食。但是一群4.35亿年前的软体动物化石却被奇迹般地保存了下来,并在南非的一片厚厚沉积物中重见天日。

“这些沉积物使得化石上一些难得一见的细节被保存了下来,”莎拉·伽波特(Sarah Gabbott)说。她是来自英国莱切斯特大学的古生物学家。“你最常接触到的是生物硬体部分的化石,但是在这里,你可以看到肌肉、眼睛、身体器官和其他组织,这都是早就该被腐蚀掉的部分。这都是得益于风力搬运来的沉积层。”

伽波特和其他研究人员一起将这一发现发表于12月份的《地质学》杂志,并认为它是最早的化石风成机制的案例。这一发现将帮助科研人员找到更多类似的地点,找到更多保存良好软组织遗迹的化石,从而加深对史前模糊历史的了解。

伽波特说:“如果你留意观察今天的海洋生物世界,你会注意到90~99%的生物是软体动物。如果我们只收集硬体生物部分的化石,我们将错过最大部分的生物群落。”

大约4.45亿年前,地球上的陆地分为南北两块超级大陆,即南方的冈瓦纳大陆(包括今天的非洲、南极、澳大利亚、南美洲)和北方的劳亚古陆(包括亚欧大陆和北美)。冈瓦纳大陆的大部分地区被一种严寒的天气笼罩,冰川遍布。当冰川发生移动,它们巨大的重量会将下方的地面岩石碾成细碎的沙粒和尘土。而当冰川后退时,从冰川区吹向大洋的冷风扬起裸露的极细沙尘,并将其带到海冰面,最后落入大海。

“这是我能想到的唯一地质学上符合逻辑的解释,”克里夫·阿特金斯(Cliff Atkins)说。他来自新西兰惠灵顿维多利亚大学,是一位沉积地质学家。他本人并未参与这项研究。“这和我们在现代南极环境中观察到的情形一致。事实上,我最近才刚刚结束在南极为期六周的工作,研究课题便是南极海冰面上的风成细沙。”

但是冰川风搬运细沙粒到大海还只是故事的一部分。这些粘土级别的小颗粒被吹到海里,它们本身富含铁质和其他矿物质,海水中的浮游生物和藻类会吸附其上并开始蓬勃生长。。

这些微粒上附着的微生物生长使其质量加大,并最终沉入海底。在海底,微生物的有机成分腐烂分解,并在此过程中耗尽水中的氧气。这样的缺氧环境保护了随后沉入海底的软体动物的组织不会腐烂。

厚度达30~50英尺(9.14米~15.24米)的苏姆页岩区(the Soom Shale)沿着非洲南端蜿蜒分布,就像一根900公里长的曲棍球杆。从库伯斯(Keurbos)地区的柑橘园和葡萄园,延伸经过开普敦,向东抵达伊丽莎白港。伽波特和她的同事们已经在此发掘化石超过20年。主要的工作地位于策达伯格山脉(Cedarberg mountain),它的位置大约在开普敦以北241.4公里处。





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