为了了解化石,科学家们正在烘烤自己的

为了了解化石,科学家们正在烘烤自己的

你需要一种生物——最好是有硬骨或外壳的生物。加上细粒沉积物和快速埋藏,大约 10,000 年后,你就能得到一种非常耐用的化石。

这是一个只能在地球的试验厨房里进行的烹饪项目,而且烘烤时间确实很长。但如果有更快的方法呢——比如用微波炉代替慢炖锅?一群古生物学家认为他们发现了一种颠覆传统的方法,可以让该领域的其他人对化石的形成方式有新的认识。他们今天在《古生物学》杂志上发表了一篇关于他们的方法的论文。

埋藏学,即研究化石形成过程的学科,自 20 世纪 50 年代以来就一直是古生物学的一部分,该术语由苏联科学家伊万·叶夫列莫夫 (Ivan Yefremov) 创造,他因其工作获得了斯大林奖——苏联的诺贝尔奖。

“从根本上来说,它是关于死亡和瓦解的过程,”特拉华大学的古生物学家罗纳德·马丁(Ronald Martin)解释道,他撰写了有关埋藏学的书籍。

蜥蜴脚上布满鳞片,人工化石 Evan Sattia,菲尔德博物馆/布里斯托尔大学和 Tom Kaye,科学进步基金会

古生物学家并不是唯一关心这门学科的人——考古学家、法医专家和其他专家也利用这门学科来帮助了解生物是如何死亡和保存的。他们利用这些见解来做一些事情,比如弄清楚哪些动物或栖息地在化石记录中占比过高,以及了解时间尺度、气候变化和其他细微差别,而这些细微差别是无法弄清楚的,除非他们知道某种东西是如何从生物变成化石的。

通常,古生物学家利用自然本身来弄清楚化石是如何形成的。“有些方法相当巧妙,”马丁说。例如,1993 年,一群全国性的古生物学家联合起来创建了大陆架和斜坡实验埋藏学计划。这个长期项目包括将各种海洋物种埋藏在墨西哥湾和巴哈马群岛的水域下,然后定期访问和研究它们,观察它们多年来是如何腐烂的。

另一个研究小组制作了无脊椎动物腐烂图谱,将各种动物尸体浸泡在水中长达一年,并记录下每种生物的变化。其他人则前往实验室试图加快这一过程。例如,在马德里国家自然科学博物馆的实验埋藏学实验室,古生物学家可以模拟从雨水到污染和气候周期等一切因素的影响。

这些实验为了解化石形成过程提供了重要见解,但它们也有局限性。许多实验都在封闭的容器内进行,很难弄清楚容器内发生了什么;大多数实验都不存在捕食者、地震或任何可能改变化石形成的无数因素。研究人员必须决定他们更关心的是化石形成的早期阶段还是“成熟期”,在此期间,岩石在温度、压力和其他因素的帮助下从沉积物转变为沉积岩。

用一小块羽毛来观察更脆弱的身体部位是如何保存的。Evan Sattia,菲尔德博物馆/布里斯托尔大学和 Tom Kaye,科学进步基金会

然后还有时间的问题;虽然一些实验方法可以推动这一进程,但没有比一万年甚至更长时间更能形成化石了。

对于缺乏耐心的人,还有一个新选择:将数万年的工作压缩到 24 小时内“烘烤”化石。

菲尔德博物馆研究员 Evan Saitta 和他的同事将他们的方法称为“沉积物包裹成熟法”,该方法包括将样本压入粘土板中,然后在 3500 psi 的烤箱中烘烤 - 大约相当于专业级高压清洗机的压力,大致相当于发现化石的地壳浅层岩石的压力。结果看起来和表现都像一个真实的化石。他们在羽毛、蜥蜴和树叶上测试了这种方法。

研究人员认为,他们可以利用自己的方法来比较哪些材料可以在化石化后存活下来,识别实际化石中的结构,并更好地了解皮肤等软组织对化石化的反应。通过利用该过程测试不同的变量,古生物学家可能能够学会识别哪些温度或气体促成了真实化石的形成。

“我们的实验方法就像一张小抄,”这项研究的主要作者 Saitta 在一份新闻稿中说。“如果我们用它来找出哪些类型的生物分子能够承受石化的压力和热量,那么我们就知道在真正的化石中应该寻找什么。”

假化石可能会让我们更快地弄清楚事物是如何形成化石的,但它们不会消除古生物学中的猜测——也不会取代在野外发现真化石的兴奋感。不过,它还是另一种工具,可以帮助重建地球这个野外压力锅里真正发生的事情……每次一个假化石。

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