石头与生命 相隔并不遥远

医生曼特尔找到了更多禽龙的化石,以下是其中一处化石的手绘图。

化石揭开恐龙的身世

我们之所以认识恐龙,最初是因为科学家们找到了它们的化石,化石不会像真正的生物体那么容易腐朽、消散,尽管数千万年过去,生物化石却能保存生物原本的模样,使今天的人类有幸了解从古至今生命和地球环境的演变过程。

1822年,英国医生曼特尔问诊结束回家,他的妻子兴奋地给他展示一块自己发现的巨大的动物牙齿化石,他惊呆了。曼特尔医生平时喜欢收集和研究化石,却从未见过如此特别的动物牙齿。经过对比,他发现这些牙齿与鬣(liè)蜥的很像,认为这是一种已经灭绝的爬行动物,于是将这种动物命名为“鬣蜥的牙齿”,中文译名为“禽龙”。

其实,早在17世纪后期,另一个英国人就已经发现了一根巨大的动物腿骨,但他认为这是传说中巨人的骨头;与之类似的是,在1000多年前的中國,恐龙化石就已经被发现了,但人们把它们当成传说中的中国龙的骨头。

而真正认识到这些化石意义重大的是英国解剖学家理查德·欧文。1841年,他在一处地质收藏中发现了一种大型史前动物的脊椎骨,并发现它与过去出现的禽龙化石、巨人的骨头化石在解剖学上有共同的特征,但又与其他已知的动物不一样,于是认为这是一个全新的陆生爬行动物物种,并将之命名为“dinosaur”,这个英文名字一直沿用至今,中国由于对龙的崇拜而将之翻译成“恐龙”。人类对恐龙的研究也从此拉开了序幕。

谁能有幸被石化

一般而言,生物死后会很快腐烂,即使是骨头,如果没有很好的保存环境,也会被微生物或物理化学作用分解。因此,骨头真正能变成化石的几率非常低,有科学家估计,十亿块骨头中只有一块能变成化石,而其中被发现和挖掘的更是少之又少。

形成化石需要多种条件同时具备,如:尸体迅速被泥土掩埋到深处,使尸骸避免了被其他食肉动物抢食,或在风吹日晒下被侵蚀;同时,化石形成地避开了地壳运动活跃的地带,否则,化石可能在地壳运动下被带入地壳深处,在高温高压下熔化。

当化石形成之后,如果要再见天日,还需要自然的侵蚀作用把化石所在地的表层剥离,使化石重新回到地表附近。这样一来,考古学家们就有可能找到化石了。

根据化石形成的特点,考古学家总结出化石在哪些地区存在的可能性比较大,这些信息可以提高发现化石的几率。

第一步  被埋葬

禽龙还来不及反应,就被大量泥浆冲下河岸,深深地埋入其中。

可怜的禽龙在泥浆中走到了生命的尽头,但这却是化石形成的开端。

1.2亿年前的一天,雨淅淅沥沥地下着,一只禽龙在河岸边悠闲地咀嚼着树叶。

然而,雨水渐渐地使河岸上的泥土松垮,许多泥土开始下滑,而且下滑速度越来越快。这只禽龙有幸即将成为化石的天选之龙。

第二步  在泥土中剩下骨骼

在泥土中,细菌和虫子将禽龙的软组织,如肌肉、皮肤和内脏等蛀空,只留下一具骨骼。

骨骼并非完全紧实,而是布满了上百万个微小孔隙,你只有通过显微镜才能看到这些孔洞。当生命体活着的时候,这些孔隙里填满了血管和神经,为骨骼提供养分。而禽龙此时骨骼中的血管和神经已经完全被掏空了。

第三步  矿物质替换骨骼

雨水冲刷着岩石,将岩石中的矿物微粒带入河中,富含矿物微粒的雨水渐渐流入禽龙骨骼的孔隙里。矿物微粒越积越多,在数万年间,随着骨骼的腐坏,禽龙原本的骨骼物质渐渐被这些矿物所取代,直至完全成为石质的骨骼复制品,这就是石化过程。这些矿物在骨骼中形成坚硬的晶体,最终成为化石。

第四步  压实变硬

风雨不断带来更多的沙土,在禽龙所在地铺上一层又一层,最后泥土被压实变硬,形成了岩石。

第五步  出露地表

在地质运动中,埋藏着化石的岩层再次被推到地表,等待考古学家发现它。

生命垒成的石壁

只有极少数生物能够在数百万、数千万年后仍保留原本的形态,大多数生物都形态尽散,然而,它们并未走远,很多都变成了你手中的石头。虽然没有生物的形状,但它们同样留下了生命的印迹。

1亿多年的生命遗体堆积成山

在英国英吉利海峡,有一座高150多米、绵延5千米的白色悬崖,名叫“多佛白崖”,白色岩石由石灰石组成,而这些石灰石来自一种叫球虫的海洋单细胞微生物,它们的壳由碳酸钙组成。壳体在海底一点一点累积,今天的多佛白崖可能是球虫1亿多年堆积的结果。

我们身体的一部分是岩石

人类是活的生命体,而岩石是无生命的,那我们和岩石有什么关系?事实上,生命体与岩石含有许多相同的物质——矿物质。

岩石组成了地球的表面:地壳,而人类目前发现的100多种化学元素,大部分都包含在地壳中。人体含有大约6%的矿物质:钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁和铁。它们在人体中发挥着重要的作用,其中钙占人体矿物质总量的一半,是我们骨头的主要组成成分;微量的镁、铁等可以帮助肌肉和神经正常工作。而这些矿物质都可以在岩石中找到。

其实,生命体的所有元素都能在大自然的非生命物质中找到,但组成方式的不同使它们有了生命和非生命的天壤之别。

石化木

有时,远古时代的树木掉进富含矿物质的河水中,树木的形状会被保留下来,而有机成分被矿物质替代,形成石化木。

粉笔来自于贝壳

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粉笔是课堂上老师必备的写字工具,其实,粉笔的成分除了少量色素之外,主要就是碳酸钙,来自于含钙质的石灰石。而这些石灰石来自于古老的贝壳、珊瑚和浮游生物。当这些生物的遗体被越埋越多后,重量使它们压实、结块,形成岩石,有时在一些石灰石上还可以看到部分贝壳的形状。石灰岩地层也是容易找到其他古生物化石的地方。

煤来源于植物

煤是现代人类的主要能源之一,家里的电力就是由烧煤产生的热能转化来的。而煤是由植物的树枝、树叶和根茎在数百万年里逐渐形成的。

植物一开始腐烂变成黑色的木质素,因为地壳运动,这些黑色物质不断被拖入地下,并经历了一系列的高温、高压等变化后,形成了煤。它们就像进入了地球内部的一个高压锅里,经过各种极端方式烹饪后,炖出了一大锅煤。

现在还能形成煤吗?

煤的形成需要特定的自然条件,在3.6亿年前~3亿年前,地球上出现了木本植物,但没有出现能够分解木质素的细菌,因此,木质素得以保存,正是这种物质成为了煤形成的关键原料。而今天的地球上已经出现了很多可以分解木质素的细菌,树木死亡后会被细菌彻底分解,再也没有机会形成煤了。因此,煤是不可再生资源,它总有一天会被用完。

会生长的石头

在澳大利亚鲨鱼湾海岸的一片浅滩上,“生长”着一群石头,顶部圆圆大大,呈柱形,立在海底的沙石上。不过,它们生长得非常缓慢,一年长不到1毫米。如果你将一块石头切开,会发现内部像千层糕一样层层叠叠。如果石头比较“新鲜”,你会在石头顶部看到一些绿色的绒毛,这些绒毛其实是蓝绿藻,正是它们制造了这些石头。

石头由细菌制造

蓝绿藻虽然被称为“藻”,却与细菌属于同类生命形式——单细胞,没有细胞核。在一团蓝绿藻中,其实包含着多达10种细菌,而且聚集的个体密度非常高,每平方厘米有30万个细菌个体。细菌们会释放黏液,不仅将它们自己粘在一起,还会将细小的沙石锁在黏液中,获取其中的矿物质。

蓝绿藻需要太阳光进行光合作用,以获得生存的能量,因此,它们喜欢呆在沙石的表面。于是,经过数千年,矿物质不断往上堆叠,最终长成了石头。而这些石头也有自己的名字——叠层石。它们生长得很慢,即使是100年前被船桨刮了一下,刮痕至今看上去仍然比较新鲜。

地球上最古老的生命

藍绿藻是地球上最古老的生命之一,目前科学家发现它们在35亿年前就已经存在了,在那时,别说恐龙了,地球上还没有其他生物存在。地球上的氧气最早就是由蓝绿藻通过光合作用释放出来的。在蓝绿藻和各种微生物工作了大约20亿年后,地球上氧气足够了,才开始出现多细胞的生命形式。

蓝绿藻去哪了?

今天的蓝绿藻已经远不如几十亿年前那么多了。虽然蓝绿藻能制造氧气,但氧气太多的话,就不适合它们生存了。喜欢氧气的细菌出现,抢占了蓝绿藻的生存空间;新的动物,如蜗牛,喜欢吃蓝绿藻。这些变化都导致蓝绿藻的数量不断缩减。

今天,只能在地球的某些地方看到叠层石,除了鲨鱼湾,墨西哥、巴哈马等国的盐水湾也可以看到,它们仍然用着35亿年前的古老配方和工艺制造石头。

找找这些图里的“活石头”

伪装成一块石头,你们太有才了!哪个猎食者想吃石头呢?猜猜下面这些图片中,伪装成石头的都是什么生物?

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年11月1日 上午8:21。
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