2024年9月,國際地質科學聯合會公布了“第二批100個國際地科聯地質遺產地”,中國的“植物龐貝城——烏達二疊紀植被化石產地”成功入選。
為了保護這一世界地質遺產,二十一年來,中國科學院南京地質古生物研究所所長王軍帶領團隊和烏達煤田的挖掘機爭分奪秒,搶救性采集植物化石,并成功繪制了遠古森林的實際復原圖,打開了窺探晚古生代的地球生態窗口,解開了困擾學界幾百年的眾多古植物學謎團。
震驚古生物學界的發現
王軍出生于山西晉城的一個小山村,上小學的時候,他發現一排排的汽車從對面山坡上駛過,因為地質勘探隊在那里發現了我國最大的煤層氣田——華北油田山西沁水煤層氣田。王軍經常好奇地去看鉆井隊挖掘,和地質考察結下了緣分。高考后,他報考了蘭州大學地質系。
暑假的時候,王軍成為蘭州大學地質系主任沈光隆教授的助手,到祁連山一帶參與野外考察。在回蘭州的路上,沈教授問他有沒有意向跟著自己學古植物學。王軍沒有多想就答應下來。沈教授1991年年底調入西北大學地質系,王軍跟著導師深入研究,完成了古生物學及地層學專業博士學業。1997年,王軍師從李星學院士在南京古生物所從事博士后研究。
不久,所里研究員吳秀元老師送給王軍一小塊瓢葉類植物化石標本。這枚球果化石直徑僅有兩厘米,由于當時技術無法像現在做CT一樣掃描其內部結構,做切片的話,兩刀下去,標本的一大半就損失掉了。
當時,王軍正在做瓢葉目植物的研究,這塊化石激起了他的興趣,他決定根據老師考察的回憶,前往化石原產地寧夏回族自治區與內蒙古自治區交界處的賀蘭山脈一探究竟。
2003年,王軍在內蒙古烏達煤田采集巖樣時,意外發現黑色的6號煤層與7號煤層之間夾著一層醒目的灰白色巖層。這個含化石層有66厘米厚,而且有一根“站”著的莖干埋藏其中。他順著巖層繼續找,延綿三十余米間保存著十幾棵直立樹樁,這是以往沒有發現的。
多年科研考察養成的敏銳直覺告訴王軍,這里一定有不同尋常的原因。這么多的密集標本,可能說明這些植物是原地被火山灰掩埋,和龐貝古城消亡的方式一樣。他把標本帶回所里經過切片分析,果然,保存化石的灰白色巖層是典型的火山凝灰巖。
這片被火山噴發所埋藏的成煤沼澤森林,因王軍的發現而露出真容。王軍主持的課題組通過細致研究,將這里命名為烏海“植物龐貝城”,這一研究成果被發表在《美國科學院院報》,震驚國際地質古生物學界,讓人類得以窺見三億年前森林的實際模樣,被譽為古生物學界的植物化石寶庫。
和挖掘機爭分奪秒
此后,王軍幾乎每年都會帶領團隊來到烏達煤田,找尋凝灰巖植物化石。由于是露天煤礦,煤礦公司一般采用逐層開采的方式。每當開采到煤層,將凝灰巖作為煤矸石堆積一旁之時,團隊成員都會立即放下手中的工作,從南京奔赴烏達搶救采集植物化石。因為若不及時采集,這些植物化石的最終命運便是作為廢石回填礦坑而永久埋沒。
王軍記憶最深刻的是2015年那次搶救性采集,本來申請到了煤礦停工的幾天時間來采集化石和原位樣方調查,和團隊一起合作的捷克專家也正在趕來的路上。就在這時,發生了緊張的一幕。煤田產權屬于多家煤礦公司,其中一個施工隊臨時變卦,堅持要連夜挖掉凝灰巖層。眼看挖掘機越來越近,團隊成員萬明禮和梅盛吳情急之下,直接用身體擋在挖掘機前不讓其作業。王軍和政府相關部門緊急協調,終于讓挖掘機停了下來,爭取到植物化石搶救工作的時間。
那個夏天,氣候炎熱,地下十多米深處的煤層還有自燃現象,有時可以從巖縫中看到火苗,地表溫度接近40℃。作業的時候不僅熱,環境還臟,內蒙古干燥風大,周邊都是挖掘機在挖煤,滿天飄揚著大粉塵顆粒。王軍捂著口罩呼吸不暢,實在難受,索性便摘了下來,一天下來,臉上除了煤灰就是汗,即使戴著安全帽,回到駐地洗澡時,洗三遍頭和臉,整盆水也是黑的。那年,他們的收獲特別大,采集的標本數量和質量特別好。
復原“植物龐貝城”樣貌
從2003年至今,王軍和團隊累計調查原位樣方數據近萬平方米,采集植物化石兩萬余塊。最讓團隊成員引以為傲的,是實現了世界上迄今為止對地史時期陸地景觀最大面積的植被實際復原研究,成功繪制了遠古森林的實際復原圖,還原了一千多平方米的森林原貌。這使古植物研究進入全新的高度——古植物學家們能像研究現生植物那樣,更清晰地了解古植物的形態全貌和生長發育。
2024年,在捷克布拉格召開的第十五屆國際古植物大會上,王軍作為特邀嘉賓介紹了“植物龐貝城”的發掘和研究進展。9月,“植物龐貝城”成功入選世界地質遺產地名錄,成為世界級的特異埋藏化石寶庫。中國科學院院士、南京大學地球科學與工程學院教授沈樹忠認為,烏海“植物龐貝城”囊括五項世界之最:最大面積的遠古森林復原、最豐富的成煤植物群化石標本收藏、最古老的蘇鐵植物、最豐富的瓢葉目植物群落以及最多的化石植物整體重建。
“植物龐貝城”化石標本保存完整且精美,是古植物系統分類學研究的最佳材料,其中已經完成整體復原重建的物種有九個,另有三十余種保存良好,具備深入研究的潛力。在王軍看來,“植物龐貝城”將成為全球實現化石植物整體重建復原種屬最多的古植物學圣地,為古生物演化生命樹增添了最多的新物種。它經歷的冰室、溫室氣候轉換,對于探索和預測地球的宜居性演變規律也極具價值。
和王軍一起合作的國內外科學家有四十多位,他們在國際知名期刊上累計發表論文六十余篇。現在,王軍仍然在不遺余力地呼吁,讓“植物龐貝城”在原址留下一定的范圍,他說:“每一代人的認知水平是有歷史局限性的,我們這代科學家可以把‘植物龐貝城’的總體面貌揭露出來,可能把大部分的物種弄清楚,但科學研究是沒有天花板的,隨著技術和思路的突破,將不斷有新的發現。”
編輯 鐘健 12497681@qq.com