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甘肃酒泉只是航天城?南京古生物专家:一亿年前是湖泊,还曾有火山喷发

现代快报讯(记者 阿里亚)中国第一颗返回式卫星、神舟载人飞船、全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”……众所周知,甘肃酒泉是航天城,其实不然。最近,中科院南京地质古生物研究所的专家们发现酒泉地下处处都是“宝贝”。他们经过长达数十年的地质调查,采集了近万件化石标本,为研究该地区地层划分、古生态与古环境重建提供了重要证据。


△研究团队工作地照片

一亿年前的酒泉,竟是大型湖泊

从2010年开始,中科院南京地质古生物研究所“现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队”,开始着手酒泉地区的综合地层学研究。

“气候非常干燥,植被少,黄土多,沙尘暴多。沙尘暴发生时根本看不到太阳,我们即便带着面罩,鼻子里面也会有很多灰尘。”郑大燃博士是项目成员之一,十多年来,酒泉独特的自然气候环境给他留下了深刻的印象。


△A植物、B-D昆虫、E鱼类、F-G羽毛、H-J叶肢介

然而这样一个气候复杂的酒泉,一亿年前却是一个大型湖泊。“当时湖泊中有贝壳类动物,有鱼,还有轮藻等,生物种类非常丰富。”十多年间,研究团队对酒泉地区距今约一亿年的地层开展了地质调查。他们采集了近万件化石和岩石标本,“还原”了一亿年前酒泉地区生机勃勃的景致。

这些化石种类齐全,包括双壳类、腹足类、昆虫、叶肢介、介形类、鱼类、鸟类、轮藻和植物大化石等。其中,有一些化石很特别。“比如说已经发现了近百枚的玉门甘肃鸟化石,它属于早期两栖鸟类动物群,爪子像鸭子一样,既可以在水上生活,也可以在陆地上生活。”郑大燃向现代快报记者介绍,这些鸟类化石有助于科学家们了解鸟类的起源和早期演化。

发现热河生物群代表化石,破解地层年代

热河生物群是指生活在距今1.35-1.15亿年左右,以狼鳍鱼、东方叶肢介、三尾拟蜉蝣动物群为代表的生物群。该生物群以中国辽西义县、北票、凌源等地区为主要产地,然而科研人员们却在酒泉地区发现了狼鳍鱼、东方叶肢介和三尾拟蜉蝣的化石。


△A-I热河生物群常见昆虫化石、J-L腹足化石

“一般发现了这三种化石中的任何一种,就认为属于热河生物群的范畴了,而我们这三种都找齐了。”郑大燃介绍,上世纪90年代,著名古生物学家陈丕基提出了热河生物群的三阶段迁移学说:第一阶段(1.35-1.3亿年),分布在冀北-辽西地区为主,第二阶段(1.3-1.22亿年)向西北扩展到甘肃酒泉地区,而第三阶段(1.22-1.15亿年)再往西到新疆。

“我们在酒泉地区1.24-1.2亿年的地层中发现了狼鳍鱼、东方叶肢介、三尾拟蜉蝣的化石,正好证实了热河生物群在第二阶段达到了酒泉,这与陈丕基先生提出的观点基本一致。”郑大燃说,一直以来,关于酒泉的地层年代,不同学者的观点不一致。而这些化石的关键之处,就在于可以帮古生物学家划分和确定地层的年代。


酒泉地区古火山口

找到古火山口,最后一次爆发距今8000万年

科研人员还在酒泉的红柳峡地区找到了距今1.1亿年前的古火山口,至今保存完好。“它跟现代的火山口一样,是椭圆形的。”

火山爆发时会喷出火山岩,沉积下来之后是可以保存的,对里面的成分测试能够帮助古生物学家确定火山喷发的时间。“根据测定,我们发现当时该火山口发生了多次火山活动,而红柳峡地区的古火山口可能是当时的火山喷发中心。”郑大燃介绍说。


△酒泉地区古火山口卫星俯视图

这个火山口属于“休眠火山”还是“死火山”? 郑大燃告诉现代快报记者,它是“死火山”,最后一次爆发是在8000万年前。

火山爆发的后果很可怕,一亿多年前发生的著名的“白垩纪大洋缺氧事件”就是一个例子。大规模的火山喷发,导致大气中二氧化碳浓度的升高,缺氧事件随之而产生。而这一全球性的地质事件,也被记录于酒泉地区的地层中。

“在记录这一重大地质事件的地层中,早期的热河生物群到了一定时间段就消失了,取而代之的是玉门甘肃鸟动物群,表明整个生物面貌都改变了。”郑大燃表示,这一系列研究既是对酒泉地区古生物学和地层学研究的全面回顾,也提出了新的生物-年代地层学框架,为研究该地区的精时古地理学以及探讨陆地生物演化对环境事件的响应奠定了基础。


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