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【自然奥秘】
光明日报记者 陆健
你听说过“金钉子”吗?它是夹在地球演变史书里的“金色书签”。地球46亿年演化的历史信息就藏在地层中,而“金钉子”如同一把衡量地质年代的尺子,能对比推断出某个地质年代的全球标准地层剖面。
也正因此,在地质学界,“金钉子”的地位堪比奥运金牌。确立过程竞争激烈,其数量是一个国家地质科研综合实力的重要体现。目前,全球已确定的82枚“金钉子”,有11枚在中国。它们分布在浙江长兴、湖南花垣、广西来宾、湖北宜昌、贵州剑河等地,每一枚都是弥足珍贵的世界级地质遗产。
今天,就让我们一起走进浙江长兴,探秘这枚“金钉子”背后藏着的历史真相——
2022年10月,国际地质科学联合会(IUGS)在西班牙公布了全球第一批100个世界地质遗产地名录,我国国家级地质遗迹保护区长兴煤山二叠纪/三叠纪生物大灭绝和“金钉子”剖面等7个地质遗产地入选。这枚承载着距今2.5亿年前史上最大一次生物大灭绝的“金钉子”,再次吸引了世人目光。
“金钉子”是地质学上的专业术语,是“全球标准层型剖面和点位”,是划分年代地层的国际标准。“金钉子”到底有怎样的含金量?长兴“金钉子”地质剖面是如何发现的?记者近日来到浙江长兴,探询“金钉子”背后的故事。
“金钉子”是地球演变史书的“金色书签”
长兴地质博物馆里,有一幅世界地图,上面标注着全球“金钉子”的分布地点。截至2024年12月,全球已确定的82枚“金钉子”,有11枚在中国,数量居世界首位。其中,能够区分地质界与界之间的“金钉子”,全球仅3枚。一枚在加拿大纽芬兰,一枚在突尼斯,还有一枚就在中国长兴。
今年73岁的李连芳曾是长兴县煤山镇葆青自然村党支部书记,他怎么也没有想到,一个闭塞、以开矿营生的村子,居然成了全球地质界的朝圣之地。“当年,我们也都不明白什么是化石,打出石头后发现,这石头里有像小鲫鱼一样的痕迹,觉得好稀奇。后来有地质专家来了,在我们这里开始收集化石。”
其实早在1923年,长兴县煤山地区就发现过腕足动物化石。几十年来,数以千计的科学工作者参与了“长兴灰岩”之谜的破解,直到1985年,界线标志化石牙形化石被发现,在长兴建立全球二叠系-三叠系界线层型及点的报告正式提交给国际地质科学联合会。
在地质学家眼里,位于煤山镇境内的长兴“金钉子”堪称是地球演变史书的“金色书签”。这里产出的两枚“金钉子”,分别认定于2001年和2005年,一枚夹在古生代和中生代之间,一枚夹在古生代内两个时段之间。
在浙江长兴地质遗迹国家级自然保护区,可以看到一个10米高的立柱,顶端是一块放大了的化石模型——微小欣德刺。它来源于半山腰的一片岩层中,为“金钉子”的标志化石;山脚下的另一片岩层中,蕴含着名为王氏克拉克刺的化石,为另一枚“金钉子”的标志化石——短短40多米距离的岩层,一个是中生界三叠系的开端,另一个是古生界二叠系长兴阶的起点,两枚“金钉子”记录了地质历史中古生代最后的约200万年历史。
大家也许对6600万年前白垩纪末的恐龙灭绝事件并不陌生,但许多人不知道的是,2.5亿年前二叠纪末发生了史上最大规模的一次生物灭绝事件:新一轮物种大洗牌中,地球进入以恐龙为代表的爬行动物时代。
长兴“金钉子”完整记录了2.5亿年前的那次生物大灭绝事件。在这次浩劫中,地球上80%以上的生物物种在短时间内灭绝,很多生物就此尘封,随着时间演进,变成了化石。比如,煤山剖面地层,就拥有十多个门类化石300多种。
“百年较量”见证了中国科学自强之路
浙江长兴钉下的两枚“金钉子”,珍贵而分量十足。它们不仅标志着中国地层学研究进入世界领先水平,对提高我国地球科学国际地位也有着极其重要的意义。在长兴地质博物馆,记载着中国数代地质学家的“掘金史”,现在读来依旧激荡人心。
一百多年来,欧美学者公认用来划分古生界和中生界的标准化石是耳菊石。但由于耳菊石分布的局限性,无法充分解释全球范围内的地质现象。因此,中国科学家一直想方设法寻求一种新解释,但西方学者却一次次将中国科学家拒之门外。
1917年,长兴煤山“五通石英岩”被地质学家发现,此后,几代科学家接续而至。
1955年,第二代科学家盛金章带着科考队员来到长兴煤山,以“长兴灰岩”研究中所建立的蜓类化石带为基础,破解了国外学者提出的一道难题。谁知国外学者不予正面回应,一拖再拖。
20世纪60年代初,时任南京古生物所所长的赵金科,在长兴煤山发现华夏菊石,试图以此取代耳菊石,却又被国外学者否定。
屡遭刁难,反而激发了中国科学家对这枚“金钉子”孜孜以求的动力和决心。1983年,年逾古稀的杨遵仪和殷鸿福院士组成了最高水平的研究组,对这枚“金钉子”展开新一轮“攻势”。浙江大学教授王安德带着病躯“披挂上阵”,在这里发现了牙形化石,遗憾的是来不及细作研究便撒手而去。
年轻学者张克信接过这份重任。他用最“笨”的土办法,按厘米对长兴煤山岩层进行连续取样。功夫不负有心人,8个月后终于在大量样品中发现了微小欣德牙形石,一种新的依据被找到。
研究组提出该牙形化石取代菊石作为界线标志化石,正式向国际地质科学联合会提出在长兴建立全球二叠系-三叠系界线层型剖面和点位的报告。
在翔实的数据、充分的论证面前,西方科学家只能勉强默认。2001年,经过国际学术组织多轮投票,正式确定长兴煤山剖面为全球二叠系-三叠系界线层型剖面和点位,至此这枚“金钉子”落户中国。
经国务院批准,长兴灰岩标准地质剖面保护区于2005年晋升为浙江长兴地质遗迹国家级自然保护区。保护区内设置了仿古地层形象大门、融声光电高科技于一体的金钉子博物馆、7D特效影院、金钉子地层剖面等。保护区积极开展各类科普,成功创建“全国李四光中队科普教育基地”“全国科普教育基地”“国家自然资源科普基地”等科研基地与科普教育基地,打造出一个集保护、科研、宣传、教育于一身,融社会、经济效益为一体的示范性保护区。
《光明日报》(2025年11月29日 09版)
