古木化石研究论文

《化石吟》 《化石吟》赏析 这是一首宣传科普知识的抒情诗.诗人以优美的语言,神奇的意境,热情洋溢地赞颂了会讲话的奇异化石,为我们展示了亿万年前神话般的生物世界的奇观,让我们了解了那些已经灭绝的生物的生命信息,一睹了它的迷人的风采.诗歌构思巧妙,语言优美,意境奇丽,很有特色. 诗歌开篇,诗人用一组设问句组成的排比句,从个体到整体,由鱼儿,鸟儿,树儿推及到整个世界,发出一连串有趣的诘向,激发读者的情思,激活读者的思维,引导我们去思索探究亿万年前的神奇世界.在此基础上,作者十分机智地再用一设问拟人句:"沉睡亿年的石头能否说话 /长眠地下刚苏醒的化石啊,/请向我一一讲述那奇幻的神话."激情满怀,巧妙扣题,总领全诗.一个"沉睡",一个"长眠",一个"苏醒",使诗歌上下呼应,环环相扣;一个"请"字,极富人情味,使诗歌情趣盎然. 接着,诗人用了四节诗,大肆铺陈,吟咏化石,盛赞化石的功劳,为我们展现了亿万年前奇幻般的生物世界,为我们解迷指津.是化石把我们的"思绪引向远古",为我们描绘"生物进化的图画",否定"造物主的存在",回答了生物进化的"平凡的真理","裹藏着生命的信息".在"生命的航船从太古不息地向近代进发"的过程中,是化石,"为历史留下一本珍贵的密码",保存了"生命的档案";是化石,使我们得以复原恐龙,猛犸,让我们仿佛看见了它们的"引颈长吼";是化石,使我们得以重现远古的林木,一睹它们"葱茏,幽雅"的风姿.然后,诗人以一"啊"字领起,用第二人称亲昵地直抒胸臆,议论抒情,由化石推及大自然,盛赞大自然这位"高明的魔法师,卓越的雕刻家".诗歌写得美丽而深情.由于大量使用了比喻,拟人等修辞手法,使诗歌精美而灵动."你否定了造物主的存在,/冰冷的骸骨把平凡的真理回答"一句是诗眼,诗人在宣传科普知识的同时,又弘扬了唯物主义的进化论的真理,诗歌因之而更具深意. 最后,诗人专门用了一节诗照应第二节,巧妙作答,造成一种回环往复之美.结尾句"长眠地下刚苏醒的化石啊,/你讲的故事多么令人神往,惊讶!"不只是对第二节诗诗意的重申与反复,而是水到渠成,画龙点睛,总结全诗,有力收束.读罢上文,化石讲述的故事难道不"令人神往,惊讶" 诗人在这样的抒情议论中收束全诗,不但独具匠心,而且强化了主旨. 诗歌向我们讲述了化石保存的亿万年前奇幻的神话世界,盛赞了化石,宣传了生物进化的真理,既富有科学知识,又颇具唯物主义精神,给人深深地教育和启迪,直是难能可贵啊!

木化石是泛指在整个地质历史时期中被石化的木材。因此，它的一般概念与现生木材是相对而言的。因为木化石的成因和沉积环境不同，所以种类繁多，但是我们接触较多的、具有较大研究价值的主要有三大类：渗矿化木、煤和木炭、煤核。

渗矿化木

在渗矿化木中，由于矿化介质成分不同，又可分为硅化木、钙化木和黄铁矿化木等。

硅化木

在世界各地所收集到的化石木材标本中，硅化木是数量最多，也是最为普通的一种木化石。因为它的矿化物质成分主要由二氧化硅（SiO2） 组成，所以称为硅化木。二氧化硅是火山岩或深成岩的次生产物，也有的是热水溶液的产物，常与玉髓 （SiO2·nH2O），石英 （SiO2） 相组合。在外生条件下，二氧化硅呈非晶质硅胶，有的就地沉积，有的被携带到各种水体或水介质中。当木材被浸入到含有适当浓度的二氧化硅水溶液中后，经长时间渗透，树干内部所有组织和细胞便会灌满二氧化硅的溶液，经过脱水和石化作用后，就变成了硅化木。经研究证明，在水介质中，二氧化硅的含量对硅化木的质量是非常重要的因素。因为二氧化硅的含量过低，不容易形成硅化木，或木材在硅化之前就已腐烂。在这种情况下，既使木材形成了硅化木，其质量也很不好，因为植物体内会被泥砂等杂质填充，细胞结构往往得不到很好的保存。如果二氧化硅含量过高，它们对植物体内的细胞会产生强烈的破坏作用，因为过饱和的二氧化硅溶液往往会产生“玛瑙化”，这样就使细胞壁和各部的组织结构遭到瓦解或破坏 （张武，等，2005；Zheng et al.，2008）。

硅化木的形成环境是多种多样的，但最主要的可分为两大类：原地埋藏型和异地埋藏型。当一片茂密的森林，突然遭到火山喷发的侵袭，由于火山喷发的熔岩流伴随着高温和热浪，那些距火山喷发中心较近的森林将会被炽热的熔岩流吞没或烧毁，化为灰烬。但距喷发心中较远的森林，除了被高温、热浪烘烤之外，同时还会被飘落的火山灰埋没在原生长地上，变成直立的硅化树桩或就地掩埋的倒木。保存较好的硅化木，长可达20～30 m。如在深圳仙湖植物园和沈阳植物园中异地保存的 “木化石森林” （图，图），以及在辽宁省本溪和朝阳市国家地质公园中异地建造的 “木化石林” （图，图）。上述所有的硅化木，其原产地均为中国辽宁西部的中侏罗统髫髻山组火山岩系的凝灰岩夹层（距今164～165 Ma） （陈文，等，2004）。这些硅化木在原产地中均属于原地埋藏型。

原地埋藏型硅化木 在世界各地有广泛的分布，如在澳大利亚西部的南蓬国家公园中，在一片沙地上，保存有带小尖顶的直立的硅化木桩，数量可达数百棵之多，它们产生于距今约4万年前的更新世（图）。美国黄石国家公园中直立的 “北美红杉” 树桩，形成于距今约50 Ma的始新世 （图）。

异地埋藏型硅化木 在漫长的地质历史时期中，每当有狂风骤雨、地震、海啸或海侵事件发生时，可能会引起山体滑坡或泥石流，使大片的森林坍塌，或因洪水冲垮森林绿地，或因飓风将树木连根拔出或折断。大量毁坏的树木被洪水冲走，当洪水过后，漂木被搁浅下来，如在台湾岛东海岸海滩上被搁浅的漂木（图），如果这些漂木长期暴露在大气中，它们会因慢慢腐烂而消失；如果它们被搬运到地势低洼的水体中，同时又被泥砂迅速掩埋起来，在含有适量二氧化硅的水溶液作用下，就会变成硅化木。

图 深圳仙湖植物园中异地保存的木化石 （张武摄）

图 在沈阳植物园中异地保存的木化石 （张武摄）

硅化木的形成环境包括河床相、河漫滩相、湖盆相，以及山间盆地堆积相等。异地埋藏的硅化木与原地埋藏的硅化木相比，其产状是没有直立的或与岩层层面垂直的根系和树桩，而仅有少数与层面近于平行的圆木或树木的一些断片。异地埋藏的硅化木的一个较好的实例是在中国辽宁义县上石洞沟下白垩统沙海组河床相砾岩中沉积的松柏类木化石 （图）。

图 辽宁本溪国家地质公园中异地保存的木化石 （张武摄）

图 辽宁朝阳国家地质公园中异地保存的 “木化石森林” （张武摄）

图 澳大利亚西部的南蓬国家公园中的石化森林（据卢莉芬）

图 美国黄石国家公园中直立的 “北美红杉” 树桩 （据卢莉芬）

图 中国台湾岛东海岸海滩上被搁浅的漂木。由于山洪暴发，冲毁森林后又被洪水搬运到海滩上的树干和木材的断片 （郑少林摄）

图 中国辽宁义县上石洞沟下白垩统沙海组砾岩层中异地埋藏的硅化圆木 （郑少林摄）

钙化木

钙化木是指当木材被含有碳酸盐的水溶液浸泡后，经过成岩作用而形成的木化石。碳酸盐矿物大多为外生成因的，主要由沉积作用形成。碳酸盐矿物的晶质体又称方解石 （CaCO3）。方解石在自然界中是分布较广泛的矿物之一。碳酸盐矿物的集合体形态多种多样，其中有致密块状的，如石灰岩；粒状的，如大理岩等。石灰岩、大理岩在风化过程中被地下水溶解并进入水溶液中。当木材被浸泡在这样的水体中时，碳酸钙在植物体的细胞内和各种组织中沉淀下来，使木材成为钙化木。从木化石研究的角度来看，钙化木不如硅化木的质量好，因为硅酸盐非晶质胶体溶液在常温常压下不形成晶质体，对细胞构造无破坏作用；而碳酸盐溶液在常温常压下可以形成方解石的斜方晶体或其他类质同相晶体，有时会对植物体内的细胞构造产生破坏作用，致使解剖构造不清。但在大多数情况下，钙化木在经过解剖切片后，基本上都可以保存有较好的内部构造。因此，钙化木也是木化石标本的重要来源之一。含有碳酸盐的水体一般多集中在石灰岩地层较发育的地区，或与海水有关系的水体或水介质中，因为海水中往往含有丰富的碳酸盐矿物。

黄铁矿化木

黄铁矿（FeS2） 是地壳中含量较高的一种矿物。在沉积岩中，特别是在还原环境的煤系地层中，黄铁矿化木的形成，可能与植物残体的分解作用有关。黄铁矿的单个晶体多呈六面体，集合体为粒状、致密块状、浸染状或球状；隐晶质胶体则称胶黄铁矿。黄铁矿化木材，一般不适合作为研究标本，因为用它们制作薄片时很容易破碎，必须经过煮胶，用以加强其坚固性。另外，黄铁矿在常温常压下，很容易形成六面晶体，它们对植物体的内部构造可能产生破坏作用。而且黄铁矿在遭受风化作用后，会因失去硫离子而转化为褐铁矿（Fe2O3·nH2O），它的颜色深暗，更容易造成铁锈状污染，至使解剖构造不清。但在有些情况下，黄铁矿化木也是可能利用的，如潘随贤（1983） 在中国山西上古生界太原组的2-3号煤层中发现有一些黄铁矿化的煤核，经研究，也可以鉴定出一些植物的属种。

煤和木炭 （丝炭）

煤可定义为一种压缩化石。它是在一段时间里被压缩的异质混合物 （Scott，1987）。一般来说，煤的变质程度与植物细节的保存有直接关系。低等级的煤，在保存植物细节方面，要比高等级的煤好。较高等级的煤，是指更多的煤已经变质和有较高的含炭量。煤的等级由低到高为：褐煤、亚烟煤、烟煤和无烟煤。褐煤在煤的形成过程中代表早期阶段，所以在褐煤中的植物器官和组织没有被压碎或腐朽，通常是可以辨认的。一般情况下，保存于褐煤中的化石木材及植物的各个部分，在扫描电子显微镜下是能够识别的 （Alvin and Muir，1969）。例如，在美国佛蒙特州一个著名的早中新世植物产地的布兰登褐煤中，梳理分离的植物断片和各种构造并将其恢复成植物整体就是一个很好的实例（Haggard and Tiffney，1997）。烟煤是变质更深的煤，其中植物部分压得更扁，但在烟煤中研究植物断片也是可能的。无烟煤，是最高等级的变质类型，它的变质等级已经达到使最初的植物材料很少能够认出的程度。

为了获得木化石的信息，把煤制作成薄片，其中的木材碎片、孢子、花粉粒可以被认出。另外，还可以用环氧树脂把煤包埋起来，磨光煤的表面，并把它放在一种低温的等离子场中蚀刻，采用撕片法，将蚀刻的表面制成薄膜，用光学显微镜或扫描电镜确定煤的生物成分 （Winston，1989）。这种方法可以成功地确定在不同类型的煤中各种植物的含量 （Winston，1986）。还可以用化学试剂，浸软煤的固体碎块，使其释放出植物碎片。通过对植物成分的检查，进一步确定在古代成煤沼泽中生长的植物种类。13C核磁共振 （NMR） 技术的应用和高温分解-气相色谱分析，确定煤形成的不同阶段（Hatcher et al.，1989）。相同的技术也被用于新生代叶部化石和木材的鉴定 （Yang et al.，2005）。煤的成分还可以用于古生态方面的分析 （Poole et al.，2006）。

木炭或丝炭：木炭产生于有机物质的不完全燃烧，还可称为丝质体或丝炭，它们是古植物材料的重要来源之一 （Cope and Chaloner，1985；Lupia，1995）。关于木炭化植物的残体可以追溯到最早的陆生植物 （Glasspool et al.，2004b）。有一些技术用于检查木炭化石 （Sander and Gee，1990；Guoand Bustin，1998；Figueiral et al.，2002），它们提供有关埋藏学和古生态学方面的信息 （Scott et al.，2000），包括过去的大气成分（Scott and Glasspool，2006），以及在古生态系统中野火的存在 （Uhl etal.，2004，2007a；Collinson et al.，2007）。在世界各地的白垩纪岩层中发现有保存得很漂亮的木炭化的花 （Tiffney，1977；Friis and Skarby，1981）。这些发现，使我们获得了有关化石木材的大量信息。

丝炭是地质时期野火活动的结果。野火是干旱—半干旱生态系统中的一种自然现象，其成因可能与火山活动和大气中的雷电作用有关。当森林火灾过后，会留下许多燃烧未尽的植物残片和残体的炭块。它们可以保留部分木质结构，经成岩和压缩作用后变成了丝炭。丝炭经过酸溶液浸解后，变成黄褐色的透明材料，木材结构和细胞及各种组织的构造清晰可见。何德长 （1995） 在我国内蒙古霍林河和伊敏煤田中，获得了许多丝炭的样品并以此确定了一些木材化石属种 （图），大大丰富了我国白垩纪木化石组合的内容。但是，丝炭材料多数都是一些细小的茎干残片，虽然可以获得较好的径切面和弦切面上的解剖特征，但往往很难得到木材横切面的材料，因此必须进行详细的统计和对比研究。关于丝炭的形成环境，就多数而言，可能属于异地埋藏，但不能排除原地埋藏的可能。何德长（1995） 认为在伊敏组中，16号煤层含有丰富的丝炭式木化石，估计丝炭含量可达20％，它们是原地植物经氧化而形成的，并非木材燃烧的结果。最近，张武等人在辽宁西部朝阳市异地保护木化石林公园中发现一棵木化石，作为一个整体是被硅化的，但其中有一部分却是炭化木材，这部分经切片研究，它的木质结构保存完好（图）。这个事实说明，在地质历史时期中，经雷电或野火烧焦的木材形成炭化木的实例是存在的。

图 丝炭木材的横向、弦向和径向切片，显示木材的内部构造

图 辽宁西部朝阳市异地木化石森林公园中的炭化木标本（据郑少林）

煤核

煤核 （Coal balls） 代表渗矿化的泥炭沉积物，而且几乎完全是由保存在碳酸钙中的植物部分组成的。首次在英国发现的一些煤核几乎全是球形的，因此取名为煤核，但是它们的实际形态是不规则的，体积也是变化的，而在厚度方面可变化于几厘米至几米之间。我们所知道的石炭纪煤沼植物的解剖、形态以及生物学知识比任何其他时代的都要多，这主要是由于煤核的发现。在石炭纪期间，北美和欧洲与赤道是接近的，分布着广泛的热带森林。今天，它们为这些地区提供了丰富的煤炭资源。与这些煤炭相联系的是煤核，它们的形态是各种各样的，出现在产煤的矿层中。对于煤矿矿工来说，这些碳酸盐岩煤核，在煤层中代表一种杂质，它们通常是采煤的 “障碍”；但对古生物学家来说，它们却提供了一个有极大吸引力的信息来源。这些信息可以用于对几亿年前生长在泥炭沼泽中植物生物学的研究。最老的煤核有一些产自德国和捷克的上纳缪尔阶 （上密西西比亚阶），中国的二叠纪含煤地层中也有产出 （李星学等，1995；王士俊等，2009）。对它们可以通过切片和揭膜技术进行研究 （图）。

图 煤核木材的横切面：显示茎干的髓部、次生木质部圆筒和皮层

关于煤核的形成方式，已有少数古植物学家进行了评述 （Falcon-Lang，2008）。Stopes andWatson （1908） 对此进行研究，但这个形成过程，迄今并没有被完全弄清楚。新鲜的泥炭或部分腐烂植物在还没有被充分压紧之前，已被含有碳酸盐 （纤维状方解石） 的溶液渗透。因为有些煤核是与海相石灰岩相联系的，所以它也被暗示，这些植物是生长在低洼的与海接近的沼泽地区。这个假设提供了在石炭纪期间，与中北美大陆相适合的古地理。在暴风雨或海侵期间，煤炭沼泽被海水淹没，它为植物体的渗矿化提供了一个碳酸钙的来源 （Mamay and Yochelson，1962）。这个假设解释了在有些煤核中保存有植物和海生动物的残体，表明了淡水和咸水生物的混生性质。

Scott and Rex （1985） 提出，不是所有的煤核都以同样方式形成，并提出一个非海相生成的形成模式，认为渗矿化的流体是来源于含高碳酸盐地下水的渗透。Scott et al. （1996） 检查了石炭纪和二叠纪产于欧美和中国的煤核的起源，并包括了有些被复杂化了的不同途径，认为它们的成因应依照煤核在煤层中所处的地区和位置而定。根据碳同位素，他们发现了一些煤核与一种海水和淡水的混合物通过泥炭渗透有关，多数煤核至少形成于具有一些受海相成因影响的淡水盆地中。在这里存在一个小疑问，煤核的形成是一个高度特化的过程，因为在石炭纪—二叠纪之后，我们对煤核的知识就什么都不知道了 （Taylor et al.，2009）。

从严格的定义上讲，煤核本身并不完全属于木化石，因为在煤核中，除了含有一些植物茎干的木质部残片以外，大多是由植物的营养器官，如叶、根、蕨类的根茎，以及生殖器官，如大小孢子叶穗，裸子植物的雌雄球果、果穗、种子和孢粉等组成。在裸子植物的茎干中，仅有木质部的部分是属于木化石的研究范畴。我国煤核原始物质的堆积环境均为滨海沼泽，煤核植物代表了古滨海泥炭沼泽和冲入泥炭沼泽中的植物埋葬群。这种堆积环境与较多的煤核形成可能有一定的联系 （田宝霖、王士俊等，1995）。煤核的渗矿化物质成分也是多种多样的。大多数煤核与海相沉积较为密切，由于海水中碳酸盐的成分很丰富，所以多数煤核以钙化为主。但是在特殊的情况下也可以形成黄铁矿化的煤核 （潘随贤，1983）。而在西欧，晚石炭世的斯蒂芬阶 （Stephanian） 的煤核产地还发现有硅化的煤核，如法国的Grand Croix地区，但该区的煤核产于砾岩中，所在地层的层位高出含煤岩系数百米，一般被认为它是次生堆积而成的 （田宝霖、王士俊等，1995）。

图 变质硅化木的横切面，示残留的髓部、次生木质部圆筒和沿着生长轮和木射线方向灌入的次生石英脉

图 变质硅化木，显示在硅化木内部残留的次生木质部碎片

另外，还应稍加说明的是“再沉积硅化木化石” 和“变质木化石”：前者是指已经矿化了的木化石，经过风化剥蚀，被流水携带到新的沉积地点，之后被再一次沉积下来，形成新的岩石。这种经过剥蚀、搬运后再沉积的木化石，在研究中必须充分加以说明，因为它们不能作为所在层位地质时代的证据，更不能用它作为讨论地理环境的依据。后者主要是指木化石在形成之后，由于含木化石的岩层受到局部的动力变质 （如构造运动） 或热力变质 （如岩浆活动或火山喷发、岩脉侵入） 等影响，致使木化石渗矿化物质成分产生重熔后再结晶现象。有的可能经过变质后原来的木材结构已经面目皆非，无法辨认，这种木化石一般研究价值较低。但有的还保留局部的木材结构，在横切面中，生长轮和管胞清晰可见。这种经变质的木化石，由于木质结构遭到严重破坏，一般都无法进行确切的鉴定和分类研究。但它们经过变质后，可能会有少量稀有金属元素混入，被染成各种各样的颜色，其中还保留或残留一些木材的原有构造，形成美丽的花纹和图案，具有一定观赏价值，因此，它们可作为“奇石” 加以开发和利用 （图，图）。

中国观赏石·义县

一亿多年前义县的生态环境

距今约亿年前，辽宁西部一带气候温暖潮湿、地形起伏、河溪纵横，发育有较大的淡水湖泊，陆地植物与水生植物茂盛，为包括鸟类在内的各种动物创造了良好的生存环境，保证了整个生态系统的良性循环和发展。那时，湖中生活着数量丰富的狼鳍鱼、虾和叶肢介，水生昆虫和某些昆虫的幼虫也在水中嬉戏，满洲龟在湖中怡然地游动，岸边树丛中生活着的大量鸟类在捕食昆虫及啄取植物的种子，湖面上不时地掠过一只翼龙，远处较高的山地上有几只小型鹦鹉嘴龙……食物链的平衡使各种动物都得到了较大的发展。区内火山不时地喷发，一方面造成大量生物死亡，一方面给植物生长提供了养分。在火山间歇期，植物茂密生长，自然环境更新变换，使动物界得到了大发展。正是这样的古生态环境，使义县地区成为化石资源的“宝库”。

中国观赏石·义县

义县化石资源的科研价值与观赏价值

义县地区中生代地层出露广、发育全，动植物化石十分丰富。目前已发现的主要化石产地分布于7个乡镇、22个自然村，已发现的主要化石门类有爬行类、鸟类、昆虫类、植物等20余个。其中杨氏锦州龙化石为辽宁省内目前发现的最大的禽龙类化石，中华神州鸟被雕塑成锦州市福德广场标志性建筑物。世界首件翼龙胚胎化石产自金刚山化石产地，这一发现，解开了翼龙是胎生还是卵生的科学之谜。2006年5月，在城关乡下石洞村发现一处木化石群落，该木化石群的发现极好地展示了原始森林景观，现已被县政府列为重点保护与开发的观赏石景区之一。这些化石不仅在研究地质发展史和古生物、古气候的演化方面具有重要的科研价值，同时也具有极高的观赏价值。

辽西早白垩世生态环境再造图

义县发现的重要化石

离龙类蛋化石

发现于头台乡白台沟村的白台沟潜龙标本保存的11个蛋化石分布于潜龙骨架的两侧。这些蛋化石在大小和形态上区别较大，一些呈椭圆形、亚圆形，而另一些则呈亚三角形和不规则形态；其中最大的蛋为椭圆形（厘米×厘米），最小的为亚三角形（厘米×厘米）。这些蛋的周围都没有硬的壳及任何可推测其硬壳曾经存在的结构，因此，这些蛋应该为软壳蛋。

带有胚胎的白台沟潜龙化石

翼龙类蛋化石

这枚特殊的翼龙蛋化石蛋体呈椭圆形，长轴53毫米，短轴41毫米。它保存了几乎完整关联的翼龙胚胎骨架，甚至可清晰地看到软组织印记。蛋中胚胎的一些特征，如显著异化的超长第四指、具有发达的三角脊的肱骨等，表明其无疑属于翼龙。根据胚胎上骨骼发育的状况判断，这具翼龙胚胎将来很可能发育成一只中型或大型翼龙。

翼龙胚胎复原图

翼龙胚胎化石

反鸟类胚胎正模

反鸟类胚胎

胚胎的骨骼十分完整，躯体蜷缩成团，头部很大，脚爪大而弯曲。依据胚胎保存的姿态等特点推测，这一原始胚胎处于胚胎发育的最后阶段，已经临近出壳。根据保存的骨骼特征，判断这一鸟类胚胎属于中生代最常见的反鸟类，为小型的树栖性种类。在这一发现之前，世界上发现的最早的鸟类胚胎化石来自晚白垩世的地层，不仅骨骼不完整，而且也没有羽毛保存。这一新的发现，代表了迄今发现的时代最早、保存最为完整的鸟类胚胎化石。这不仅对研究鸟类胚胎发育模式的进化具有重要意义，而且还可能包括许多有关羽毛起源进化的重要信息。

反鸟类胚胎复原图

杨氏锦州龙化石

杨氏锦州龙

2000年10月，在头台乡白台沟村发现一大型恐龙化石。经专家鉴定，定名为杨氏锦州龙（为纪念中科院院士杨钟健而命名）。该标本长约米，高米。是目前辽宁省境内发现的保存完整的最大一枚恐龙化石。它的发现对禽龙类起源与演化问题的研究有重要科研价值。

杨氏锦州龙复原图

恐龙挖掘现场

发掘中的恐龙胸部化石

杨氏锦州龙化石局部

中华神州鸟正型标本

中华神州鸟

2002年春，在早白垩世地层中产出了一块保存完整的小型兽脚类“恐龙”化石。中国地质科学院地质研究所季强博士等人根据新化石的肩带、腰带、四肢、羽毛发育等特征，认为新发现的“恐龙”真正具有了一定的飞行能力，应归于初鸟类，将其正式命名为中华神州鸟，代表了恐龙向鸟类演化过程的中间环节。

这一发现，除德国始祖鸟外，在世界上尚属首次。为进一步研究鸟类的起源和早期演化，鸟类的定义，鸟类的飞行起源，羽毛的起源和演化等重大科学问题提供了十分难得的古生物材料。

中华神州鸟复原图

木化石王

木化石王

2006年5月，在义县城关乡下石洞村发现一处木化石群落，其中最大一棵已出露部分长达10米，直径约2米，被当地人称为“木化石王”。

挖掘现场

中国观赏石·义县

恐龙…是出现于二亿四千五百万年前，并繁荣于六千五百万年前结束之中生代的爬虫类。或为恐龙和与它同一时代的蛇颈龙、翼龙等的模糊总称。恐龙在某一时期突然消失，成为地球生物进化史上的一个谜，这个迷至今仍无人能解。地球过去的生物，均被记录在化石之中。中生代的地层中，即曾发现许多恐龙的化石。其中可以见到大量或呈现各式各样形状的骨骼。但是，在紧接着的新生代地层中，却完全看不到恐龙的化石。由此推知恐龙在中生代时一起灭绝了。 关于恐龙绝种的真正原因，自古以来即众说纷云，但都没有一个一定的论点，因此到目前为止仍究是一个未解的谜题，在此仅将一些较为人所知的说法分述如下： 一.陨石碰撞说： 距今六千五百万年前，一颗巨大的陨石曾撞击地球，使得君临地球长达一亿数千万年的恐龙绝种。此理论是由加州大学柏克莱分校的路易．阿尔巴列斯博士等四位科学家所提出的。 这一颗巨大的陨石，直径大约十公里。因撞击而造成的火山口地形，直径达两百公里。因撞击而产生的能量，若换算成黄色炸药，则相当于一百万亿吨（megaton）。粉尘经由大气层扩散至成层圈。导致地球持续了数个月的黑暗状态。在这段期间中，以恐龙为首的许多生物都因之而绝种。 二.彗星碰撞说： 「彗星碰撞说」是以古生物学者—— 戴维 · 劳普以及约翰·塞普柯斯基发表的「古生物的绝种是每两千六百万年发生一次」论点为开端而产生的。路易·阿尔巴勒兹将这个论点及自己的理论送给天体物理学者—查理·谬拉，后来谬拉就认为是由于太阳的半星复仇女神星的引力，周期性地把彗星推向地球的缘故。 三.造山运动说： 在白垩纪末期发生的造山运动使得沼泽干涸，许多以沼泽为家的恐龙就无法再生活下去。因为气后变化，植物也改变了，食草性的恐龙不能适应新的食物，而相继灭绝。草食性恐龙灭绝，肉食性恐龙也失去了依持，结果也灭绝了。此一灭绝过程，持续了1,000—2,000万年。到了白垩纪末期，终至在地球上绝迹。 四.气候变动说： 由于板块移动的结果，海流产生改变，更引起气候巨幅的改变。严寒的气候使植物死亡，恐龙缺乏食物而导致了灭亡。 五.火山喷火说： 因为火山的爆发，二氧化碳大量喷出，造成地球急激的温室效应，使得食物死亡。而且，火山喷火使得盐素大量释出，臭氧层破裂，有害的紫外线照射地球表面，造成生物灭亡。 六.海洋潮退说： 根据巴克的说法，海洋潮退，陆地接壤时，生物彼此相接触，因而造成某种类的生物绝种。例如袋鼠，袋鼠能在欧洲这种岛屿大陆上生存，但在南美大陆上遇见别种动物就宣告灭亡。 除了这种吃与被吃的关系以外，还有疾病与寄生虫等的传染问题。 七.温血动物说： 有些人认为恐龙是温血性动物，因此可能禁不起白垩纪晚期的寒冷天候而导致无法存活。因为即使恐龙是温血性，体温仍然不高，可能和现生树獭的体温差不多，而要维持这样的体温，也只能生存在热带气候区。同时恐龙的呼吸器官并不完善，不能充分补给氧，而它们又没有厚毛避免体温丧失，却容易从其长尾和长脚上丧失大量热量。温血动物和冷血动物不一样的地方，就是如果体温降到一定的范围之下，就要消耗体能以提高体温，身体也就很快地变得虚弱。它们过于庞大的体驱，不能进入洞中避寒，所以如果寒冷的日子持续几天，可能就会因为耗尽体力而遭到冻死的命运。 八.自相残杀说： 有人认为造成恐龙灭绝的真正原因是因为它们自相残杀的结果——肉食性恐龙以草食恐龙为食，肉食恐龙增加，草食恐龙自然越来越少，最后终于消失，肉食恐龙因无肉可食，就自相残杀，最后终于同归于尽。 九.压迫学说： 恐龙的数目急增，在植物有限的情况下，造成了草食性恐龙的灭绝，接着靠食用草食性恐龙为生的肉食性恐龙也因为食物的不足而跟着死亡。(疑点：何以恐龙会在历经了长达约两亿年的生态平衡之后突然增加？为此学说成立的重要关键，也直接地造成了许多学者对恐龙异常增产的原因检讨。) 十.哺乳类犯人说： 在中生代后半，已有哺乳类的祖先生存。根据化石的记录，当时的哺乳类体型甚小，数量也十分有限，直到白垩纪的后期，数量才开始急速增加。推测它们属于以昆虫等为主食的杂食性，这些小型哺乳类发现恐龙的卵之后，即不断取而食之。 (本人意见：真的是如此吗？如果哺乳类战胜了恐龙，那么随着哺乳类化石的增加，恐龙的化石应逐渐减少才对，但事实上并没有出现这种化石交替的现象。在其它书的记载，哺乳类化石真正的增加，是在恐龙的时代终了之后。而且，恐龙的化石是在突然之间消失。因此，恐龙被哺乳类消灭之说是不能成立的。) 十一.种的老化说： 认为恐龙由于繁荣期间长达一亿数千万年，使得肉体过于巨体化。而且，角和其它骨骼也出现异常发达的现象，因此在生活上产生极大的不便，终于导致绝种。 恐龙中最具代表性的雷龙，体长二十五公尺，体重达三十吨，由于体型过于庞大，使动作迟钝而丧失了生活能力。另外，三角龙等则因不断巨大化的三只角以及保护头部的骨骼等部位异常发达，反而走向自灭之途。 (本人意见：并非所有的恐龙体型都如此庞大，也有体长仅一公尺左右的小恐龙。另外，也有骨骼像鹿一般，能够轻快奔跑的恐龙。但为什么这种恐龙也同时绝种了呢？而且，异常发达的骨骼等部位，在冷血动物体内，推测能够吸收外界的温度，也能放出体内的热，以调节身体的温度，具有非常有利的功能。由此，我对于恐龙因种的老化而绝种的说法表示怀疑。) 十二.生物碱学说： 这种学说认为恐龙所生存的最后时期—亦即白垩纪，开始出现显花植物，其中某些种类含有有毒的生物碱，恐龙因大量摄食，引起中毒而死亡。因为，哺乳类能够藉味觉和嗅觉来分辨有毒的植物，但是恐龙却没有这种能力。 不过，含有生物碱的植物并非突然出现于白垩纪后期，在恐龙绝种的五百万年前已经可以见到。此学说未说明何以恐龙在这段期间内仍能生存。 除了上述的十二种说法之外，还有「传染病」、「来自宇宙的放射线或超新星的爆炸」「未乘上诺亚方舟」、「太阳系震动说」等较鲜为人知的说法，至于那一个才是最好的说法，全凭各人的想法，并没有一定的对与错，毕竟恐龙灭亡之谜还没有真正解开呀！ 最古老的爬虫类化石可追溯至古生代之『宾西法尼亚纪』（31000万年前—27500万年前）。追本溯源，当系由两栖类演化而来。两栖类的卵需在水中能始发育。爬虫类演化出卵壳，可阻止水分散发。此一重大改革，使得爬虫类可以离开水生活。 到22500万年前到6500万年前的中生代，爬虫类成了地球上的支配者，故中生代又称爬虫类时代。大型爬虫类恐龙即出现于中生代早期。草食性的梁龙和雷龙，是最大的陆栖动物。霸王龙是肉食性恐龙。另有生活在海中的鱼龙及生活于空中的翼龙等。 爬虫类在地球上繁荣了约1亿5千万年左右。这个时代的动物中，最为大家所熟知的就是恐龙。人们一提到恐龙，眼前就会浮现出一只巨大而凶暴的动物，其实恐龙中亦有小巧且温驯的小恐龙。 恐龙属脊椎动物爬虫类，曾产于中生代之陆上沼泽，中颈及尾皆长。后肢比前肢长且有尾。其中有数种好食肉，数种好食草，体概巨大，可认为陆生动物中之最大者。其体格在下等之种类，有似最古之鳄及喙头类，在高等之种类略与鸟类相似。 研究恐龙，全凭化石。古生物学家以其化石，推论其形态及习性。根据古生物学家的研究，恐龙就像现生的动物一样：有大的，有小的；有的以两条腿走路；有的以四条腿走路；有的吃植物，有的吃动物；有的皮肤光滑，有的皮肤上有鳞或骨板。其共同相似之处是：所有的恐龙，脑子都很小，蛋下在陆地上（所有的爬虫类都是如此）。 （1）雷龙： 有些恐龙的身躯十分庞大，像雷龙就是一个例子。在侏罗纪时，地球上的气候温暖而潮湿，到处都有青葱的森林，因为这些丰富的植物性食物，带来了草食性恐龙的繁荣，雷龙在这个时后也活跃于现在北美洲的平原上。 雷龙的体重约在三十五公吨到五十公吨之间，它那粗壮的腿，有如树干一样；长长的脖子，直立起来有七层楼房那样高，可以说是地球有始最大的动物。雷龙的身体虽然大得惊人，性情却很温和，平时以温带森林中的植物为食，有时会走入沼泽里，由于水具有浮力，可以减轻它身体的沉重负担，同时也能躲避像异特龙般凶暴的肉食性恐龙的攻击。 （2）三觭龙： 剑龙和角龙身上的骨板和骨片，只能用做被动的防卫，而没办法做还击，到了觭龙出现，情势才逐渐改观。三觭龙是觭龙中体积最大的，头上长着两只长矛似的角，另外一只角突起于眼睛和鼻孔之间。这样尖锐的武器，连最可怕的肉食恐龙都要让它三分。 （3）剑龙： 出现于一亿五千万年前的剑龙，它最大的特征就是背部耸起的两排骨板，以及尾巴上生着尖棘。剑龙是草食性的恐龙，行动缓慢，它身上的骨板和尾巴上的尖棘，便成了躲避肉食性恐龙最好的防卫了。 （4）甲龙： 剑龙身上有骨板保护，但骨板遮不到的地方，仍然易受攻击。当剑龙逐渐绝迹，全身披着骨板的甲龙（犰狳龙）便代之而起。甲龙好像刀枪不入的坦克车，连霸王龙对它也无可奈何。 （5）霸王龙： 霸王龙(暴龙)是肉食性恐龙中最大也是最残暴的，霸王龙出现的时间已经是恐龙时代的最末期，距离现在大约八千万年前。霸王龙的身体高达十四公尺，体重大约十公吨，它的后脚十分粗大强壮，甚至能各自撑起一只犀牛。 从霸王龙的化石发现，它的每一颗牙齿，都大如一个成人的手掌，即使是眼睛也比人头还大。虽然身体大部份都大得惊人，但是霸王龙的一对前肢却是既小又短，短得甚至于没有办法把食物送入口中，凶手龙也和霸王龙有相同的习性，是很凶猛的动物。 〔6〕鸭冠龙： 鸭冠龙与霸王龙一样，出现于恐龙时代的末期。鸭冠龙最特别的地方在头部，它那扁而长的颚骨，像鸭的嘴巴，所以有了鸭冠龙这样的名字。过去人们以为鸭冠龙的生活与鸭子相似，是在水中游泳，并且以水中植物为生。后来科学家研究鸭冠龙化石的时候发现，它们并不是吃水草为生的，而是以岸上的树木为食物，鹅冠龙也有同样的习性。 谁最先发现了恐龙 曼特尔夫妇 在英国南部的苏塞克斯郡有一个叫做刘易斯的小地方。180年前，这里曾经住着一位名叫曼特尔的乡村医生。这位曼特尔先生对大自然充满了好奇心，特别喜爱收集和研究化石。行医治病之余，他常常带着妻子一起爬山涉水去寻找和采集化石，足迹踏遍了周围有岩层出露的沟沟坎坎。久而久之，曼特尔夫人也成了一位“自然之友”和化石采集高手。 禽龙 1822年3月的一天，天气非常的寒冷，可是曼特尔先生还是照常出门去给病人看病。夫人在家里等着丈夫回来，心理总是惦记着他会不会着凉。后来，曼特尔夫人实在坐不住了，就带上一件丈夫的衣服出门向着他出诊的方向去迎接他。她走在一条正修建的公路上，公路两旁新开凿出的陡壁暴露出一层层的岩石。她习惯性地边走边观察两边新裸露出来的岩层，忽然，一些亮晶晶的东西引起了她的注意。“这是什么东西呢？”她一面自言自语，一面走上前去仔细观看。哇！原来是一些样子奇特的动物牙齿化石。这些化石牙齿太大了，曼特尔夫人从来没有见到过这么大的牙齿。发现的兴奋使得曼特尔夫人忘记了给丈夫送衣服这件事。她小心翼翼地把这些化石从岩层中取出来带回了家里。 晚些时候，曼特尔先生回到了家中。当夫人将新采集到的化石呈现在他眼前的时候，他惊呆了。他见过许许多多远古动物的化石牙齿，可是没有一种能够与这么大、这么奇特的牙齿相似。 在随后不久，曼特尔先生又在发现化石的地点附近找到了许多这样的牙齿化石以及相关的骨骼化石。为了弄清这些化石到底属于什么动物，曼特尔先生把这些化石带给了法国博物学家居维叶，请这位当时在全世界都是最有名的学者给予鉴定。 说实在的，居维叶也从来没有见过这类化石，而他读过的所有的由前辈科学家撰写的书籍和论文中也从来没有提到过这种化石。不过，居维叶还是根据他掌握的相当丰富的动物学知识做了一个判断，他认为牙齿是犀牛的，骨骼是河马的，它们的年代都不会太古老。 曼特尔先生对居维叶的鉴定非常怀疑，他认为居维叶的结论太草率了。他决定继续考证。从此，只要一有机会，他就到各地的博物馆去对比标本、查阅数据。 两年后的一天，他偶然结识了一位在伦敦皇家学院博物馆工作的博物学家，此人当时正在研究一种生活在中美洲的现代蜥蜴——鬣蜥。于是，曼特尔先生就带着那些化石来到伦敦皇家学院博物馆，与博物学家收集的鬣蜥的牙齿相对比，结果发现两者非常地相似。喜出望外的曼特尔先生就此得出结论，认为这些化石属于一种与鬣蜥同类、但是已经绝灭了的古代爬行动物，并把它命名为“鬣蜥的牙齿”。 后来，随着发现的化石材料越来越多，人类对这些远古动物的认识也越来越深入，我们知道所谓的“鬣蜥的牙齿”这种动物实际上是种类繁多的恐龙家族的一员；它确实与鬣蜥一样属于爬行动物，但是它与真正的鬣蜥的亲缘关系比起与其它种的恐龙的关系还要远呢！但是，按照生物命名法则，这种最早被科学地记录下来的恐龙的种名的拉丁文字并没有变，依然是“鬣蜥的牙齿”的意思。不过，它的中文名称则被译成为禽龙。 因此请记住：禽龙是科学史上最早记载的恐龙。同时，别忘了曼特尔这个名字以及他那位热爱大自然的妻子。 谁最先发现了恐龙 普洛特-加龙省-加龙省的故事 曼特尔夫人发现恐龙的故事确实很浪漫，曼特尔先生又能够以一种严谨求实的态度来探索恐龙的归属问题，确实是迈出了人类科学地研究恐龙、认识恐龙的第一步。 但是在历史上，人类早就发现过恐龙的化石，只不过是当时由于知识水平有限，还不能对这些化石进行正确的解释而已。 早在1000多年前我国的晋朝时代，四川省五城县就发现过恐龙化石。但是，当时的人们并不知道那是恐龙的遗骸，而是把它们当作是传说中的龙所遗留下来的骨头。 英国里丁大学的一位名叫哈士尔特德的研究人员根据一部历史小说《米尔根先生的妻子》中发现的线索，经过很长时间的研究，翻阅了大量的资料，最近宣布他终于发现了如下的事实：1677年，一个叫普洛特-加龙省-加龙省的英国人编写了一本关于牛津郡的自然历史书。在这本书里，普洛特-加龙省-加龙省描述了一件发现于卡罗维拉教区的一个采石场中的巨大的腿骨化石。普洛特-加龙省-加龙省为这块化石画了一张很好的插图，并指出这个大腿骨即不是牛的，也不是马或大象的，而是属于一种比它们还大的巨人的。 虽然普洛特-加龙省-加龙省没有认识到这块化石是恐龙的，甚至也没有把它与爬行动物联系起来，但是他用文字记载和用插图描绘的这块标本已经被后来的古生物学家鉴定是一种叫做巨齿龙的恐龙的大腿骨，而这块化石的发现比曼特尔夫妇发现禽龙早出145年。因此，哈士尔特德认为，普洛特-加龙省-加龙省应该是恐龙化石的第一个发现者和记录者。 “恐龙”之名的由来 实际上，人类发现恐龙化石的历史肯定是由来已久。早在曼特尔夫妇发现禽龙之前，欧洲人早就知道地下埋藏有许多奇形怪状的巨大骨骼化石。但是，当时人们并不知道它们的确切归属，因此一直误认为是“巨人的遗骸”。至于我们中国人，早在2000多年前就开始采集地下出土的大型古动物化石入药，并把这些化石叫做“龙骨”。谁能肯定，这“龙骨”之名与恐龙化石的发现就没有联系吗？ 鹦鹉嘴龙 但是，直到曼特尔夫妇发现了禽龙并与鬣蜥进行了对比，科学界才初步确定了这是一种类似于蜥蜴的、早已灭绝的爬行动物。因此，随后发现的新类型的恐龙以及其它一些古老的爬行动物，名称全都和蜥蜴有关，例如“像鲸鱼的蜥蜴”、“森林的蜥蜴”等等。同时，由于最初引起人们注意的这些远古动物化石，往往个体巨大、奇形怪状，着实令人恐怖。 随着这些令人恐怖而类似于蜥蜴的远古动物的化石不断被发现和发掘，它们的种类积累得越来越多，许多博物学家已经开始意识到它们在动物分类学上应该自成一体。到了1842年，英国古生物学家欧文爵士用拉丁文给它们创造了一个名称，这个拉丁文由两个词根组成，前面的词根意思就是“恐怖的”，后面的词根意思就是“蜥蜴”。从此，“恐怖的蜥蜴”就成了这一大类彼此有一定的亲缘关系、但是却表现得形形色色的爬行动物的统称。我们中国人则既有想象力又有概括力，把这个拉丁名翻译成了“恐龙”。 马门溪龙 现在我们知道，恐龙家族中确实有许多令人恐怖的庞然大物，但是也有一些小巧可爱的“小东西”。如果你到北京动物园西边不远的中国古动物馆去看一看，从身长不足1米的鹦鹉嘴龙到身长达22米的马门溪龙，大小不一、形态各异的各种恐龙一定会使你对恐龙世界有一个更为全面的了解。 现在我们还知道，恐龙根本就不是蜥蜴。它们虽然都属于爬行动物，但是在门类繁杂的爬行动物大家族中，恐龙与蜥蜴的亲缘关系相差得还相当远呢！ 从灵巧的始盗龙到残暴的霸王龙 ——食肉的兽脚类恐龙 侏罗纪早期的霸主——双 龙 1942年，在美国亚利桑那州的侏罗纪早期地层中发现了一种体形较大的兽脚类恐龙，因为其头顶上有一对薄薄的V字形骨质 ，科学家把它命名为双 龙。 双 龙 双 龙的身体较为粗壮，头骨高大，颚骨发达，嘴裂很大，满嘴的牙齿像锋利的小刀子一样，牙齿的前后边缘上还有小的锯齿，这些特征显示它可以撕碎任何捕获到的猎物，然后将大块的肉吞进腹中。此外，双 龙的头骨上在眼睛后面的部位都有孔，这些孔使为了更好地附着那些牵动颚骨的肌肉用的，因此双 龙撕咬的力量一定非常强大。科学家推测，双 龙可能是侏罗纪早期生态系统中最残暴、最凶猛的食肉动物。 双 龙与古脚类恐龙 埋藏在一起 双 龙的后肢粗壮有力，脚上长有利爪，可以用来捕捉、撕裂猎物。2亿年前左右的那段时光里，双 龙经常出没在河流湖泊间的高地上或丛林间，追捕着各种各样的素食动物。它们也可能喜欢孤独地生活，有时也可能会隐蔽在不易被发觉的地方等待时机偷袭猎物，甚至它们还可能像现代的鬣狗一样以由于各种原因死去的动物的尸体和腐肉为食。 我国在云南省晋宁县也发现过双 龙的化石。 1987年8月，云南省昆明市博物馆恐龙发掘队在晋宁县夕阳乡发掘出了一具属于古脚类的云南龙的化石。不径而走的消息吸引了四面八方的老百姓前来观看。这里的老百姓都是彝族同胞，他们从来没有听说过什么恐龙。但是当他们看到一块块化石的时候，一些人觉得这种骨头形状的石头似曾相识。有的人告诉发掘队说，在夕阳乡的木杆榔村的山坡上也见过这样的石头。 发掘队跟随着报信的人来到木杆榔村，那里果然有一串恐龙的脊椎骨出露在一个小冲沟里。他们决定在这里进行发掘。几天后，一个触目惊心的场景出现了。原来这里竟然有两条恐龙！而且，是两条完整的恐龙骨架扭在一起，其中一条是古脚类恐龙，而另一条却是食肉的双 龙，后者的大嘴正好咬在前者的尾椎骨上。科学家根据化石的这种埋藏状况推测，这两条恐龙的死因可能有两种：一是它们在一场你死我活的搏斗中两败俱伤而双双死去；再一种可能就是古脚类恐龙已经死去多日，尸体上的肉已经腐败变质了，而饥肠辘辘的兽脚类只管填饱肚子，没想到却因吃了腐败变质的古脚类恐龙肉而中毒身死。从二者平静的姿势来看，后一种可能性甚至更大些。 中国双 龙是侏罗纪早期最大的食肉恐龙，身长将近4米，嘴巴又尖又长。它的上颚的前部有一个裂凹，使得前上颚骨能够活动。科学家推测，它最喜欢吃的大概是其它动物的内脏，因为它的尖嘴可以伸进动物尸体的腹腔中，而头顶上那两块薄板状的冠状 可以在头伸进尸体的腹腔时起到支撑腔壁的作用。 双 龙也是环特提斯海动物群的成员之一，因此全世界发现的种类都大同小异。它们的化石在现代的南极洲也有发现，说明现在冰天雪地的南极洲在当时可是一个温暖的恐龙天 大绝灭 恐龙化石被发现近年了，一个个新的种类被不断地发现，一批批科学家对它们的研究乐此不彼，一代代少年儿童和他们的家长们对这些神秘的远古生物产生着强烈的兴趣。这是为什么呢？ 中生代末大绝灭 这是因为，许许多多的恐龙与我们人类相比实在是太大了，让我们每个人都不得不思考，它们为什么会长那么大呢？还因为，恐龙的种类如此繁多，样子那么千奇百怪，不由得使我们想知道，恐龙这个庞大的家族到底有多少成员？ 还有一个更为重要的原因，那就是那么多曾经浩浩荡荡、生气勃勃地生活在地球上的恐龙为什么一个不留地从地球上消失了，没有留下它们的后代，却为我们留下了一个难解的谜。这个谜永远激发着我们去探索、去求知。 现在我们知道，恐龙灭绝的时间是在距今6500万年前。而且在那个时候，不仅统治了地球达一亿多年的各种恐龙全部绝灭了，同样悲惨的命运还同时降临到了地球上的陆地、海洋和天空中生活的很多种其它的生物。在这次灾难中绝灭的还有蛇颈龙等海洋爬行动物，有翼龙等会飞的爬行动物，有彩蜥等恐龙的陆生爬行动物亲戚，有菊石、箭石等海洋无脊椎动物；至于海洋中的微型浮游动植物，钙质浮游有孔虫和钙质微型浮游植物也几乎被一扫而光。经过这场大劫难，当时地球上大约50%的生物属和几乎75%的生物种从地球上永远地消失了。 这真是一场大绝灭、大灾难。大绝灭的结果使得在距今6500万年这个时间的前后，地球上生物世界的面貌发生了根本性的巨变。这场大绝灭标志着中生代的结束，地球的地质历史从此进入了一个新的时代——新生代。 科学家们经过不懈的努力，分析研究了到目前为止可以发现的所有线索，提出了解释这一大绝灭现象的各种理论。但是至今，关于这场大绝灭的原因仍然没有找到一个百分之百正确的答案。 也许，这样的答案等待着你来寻找。 以下，我们将陆续地介绍一些关于恐龙大绝灭原因的理论和学说，即向你介绍一些最基本的背景知识，也希望能够对你发现更好的解释提供一些启发。 小行星撞击理论 1980年在一个科学讨论会上，美国地质学家阿尔瓦雷茨等人根据他们的研究成果，形象生动地宣讲了一段发生在距今6500万年前的惊心动魄的故事：一个阳光灿烂的下午，烈日照耀下的热带灌木林中，许多不同种类和形态的恐龙平静地像往常一样或在湖边漫步，或在水中觅食；在森林的边缘，一只刚刚孵完卵的鸭嘴龙正在蛋巢边来回踱步；在一片开阔的原野上，一只霸王龙正准备扑向一只巨大的三角龙…… 突然，一声从来没有听到过的巨响打破了这个宁静的世界。一个直径几公里大的流星猛烈地撞到地球上。这一撞可不得了，相当于几万个原子弹威力的爆炸在顷刻间发生。这是一颗不期而至的小行星，与地球碰撞后产生的撞击力可达1015吨TNT炸药爆炸所产生的能量。卷着尘埃的一个巨大的蘑菇云迅速升起，直冲天空，而后弥散开来，最后把整个地球都笼罩在里面。很快，恐龙就彼此看不见了，因为黑云遮天蔽日，白天也没有了阳光。这种恐怖的状况持续了一两年。植物的光合作用中断了，因而大量枯萎、死亡。吃植物的素食恐龙因此相继死去。以后，吃肉的恐龙也由于失去了食物而灭绝了。 这段故事是小行星小行星撞击地球造成恐龙大绝灭学说的精华。后来不断地被许多科学家给予支持。有些科学家甚至认为地球在这个时期不仅经历了一次较大的行星撞击，而且还接连受到了许多次小一些、但是依然严重威胁生命的小行星撞击，其中可以证实的在加勒比海和美国的衣阿华州发现的行星撞击的痕迹。 这一假说的证据还来自于在世界各地发现的6500万年前的沉积物中存在的一种氨基酸。这种氨基酸含有大量的铱元素，大量地存在于某些天体里，在地球上却根本不应该存在。这层富含铱元素的地层在北美洲、欧洲和澳大利亚的许多地区都被先后发现，在我国西藏的冈巴地区几年前也发现了这层含铱层。 有的科学家认为，这次爆炸使所有恐龙都灭绝了。但是也有一些科学家认为，只有70%的恐龙在当时灭绝，其它的一些恐龙种类则勉强地躲过了劫难，可是在随后的几百万年里又逐渐绝灭了。这后一种说法并不是没有道理，因为在6500万年前的这次事件以后形成的地层里，仍有一些恐龙骨骼被发现。例如，美国新墨西哥洲6000万年前上下的地层中就曾经发现了恐龙的残骸。在阿拉斯加新生代的冻土带里，也发现过三角龙的化石。这些现象似乎说明，在这次小行星撞击地球引起的大爆炸以后，仍然有一些恐龙挣扎着生活了几百万年的时间，最后才因为不适应新的气候和新的环境而最终相继灭绝。 最新理论——大规模海底火山爆发 意大利著名物理学家安东尼奥-齐基基最近提出，造成恐龙大绝灭的原因很可能是大规模的海底火山爆发。 齐基基教授认为，白垩纪末期，地球上在海洋底下发生了一系列大规模的火山爆发，从而，影响了海水的热平衡，并进而引起了陆地气候的变化，因此影响了需要大量食物维生的恐龙等动物的生存。他的理由是，现代海底火山爆发对海洋和大气产生的影响是众所周知的，只是其影响程度比起6500万年前发生的海底火山爆发的程度小多了。

化石是存留在岩石中的古生物遗体或遗迹，最常见的是骸骨和贝壳等。 研究化石可以了解生物的演化并能帮助确定地层的年代。保存在地壳的岩石中的古动物或古植物的遗体或表明有遗体存在的证据都谓之化石。 人们已知道，由附近火山落下的火山灰曾覆盖过整片森林，在森林化石中有时还可见到依然站立的树，以很好的姿态被保存下来。流沙和焦油沥青通常也能迅速把动物掩埋起来。焦油沥青的行为好像一个捕获野兽的陷阱，又象防腐剂能阻止动物坚硬部分的分解。洛杉矶的兰乔?拉?布雷（Rancho laBrea）沥青湖由于在其中发现许多骨化石而闻名了，在其中发现的骨化石包括长着锐利牙齿的野猪、巨大的陆地树懒以及其它已经绝灭的动物。在冰期生存的某些动物的遗体被冻结在冰或冻土之中。显然，被冰冻的动物有的可以保存下来。 虽然地球上曾有众多的人们并不知道的生物生存过，而只有少数生物留下了化石。然而，使生物变成化石的条件即使都满足了，仍然还有其它原因使得某些化石从未被人们发现过。例如，很多化石由于地面剥蚀而被破坏掉，或它的坚硬部分被地下水分解了。还有一些化石可能被保存在岩石中，但由于岩石经历了强烈的物理变化，如褶皱、断裂或熔化，这种变化可以使含化石的海相石灰岩变为大理岩，而原先存在于石灰岩中的生物的任何痕迹会完全或几乎完全消失。还有很多化石则存在于无法获得来进行研究的沉积岩层中，也还有很好出露于地表的含化石的岩石分布在世界上的某些地方，却没有进行地质学研究。另外一个很普遍的问题是，可能由于生物的残体变成碎片或保存得很差，而不能充分显示出该生物的情况。 再者，当我们向过去回溯的时间越古老，化石记录缺失的时间间隔越长。岩石越老，受到破坏性力量的机会就越多，化石也就越加不可辨认。而且由于较古老的生物和今天的生物不同，因而对它们进行分类就很困难，这一情况使问题进一步复杂化了。然而，尽管如此，大量保存下来的生物化石仍为我们认识过去提供很好的记录。 动物和植物变成化石可以通过很多不同途径，但究竟通过哪种途径，通常取决于： 化石（1）生物的本来构成 （2）它所生存的地方 （3）生物死后，影响生物遗体的力。 大多数古生物学家认为生物残体的保存有四种形式 每一种形式取决于 生物遗体的构成或者生物遗体所经历的变化。 生物的本来的柔软部分只有当它被埋在能够阻止其柔软部分分解的介质中时，才能得以保存。这种介质有冻土或冰，饱含油的土壤和琥珀。当 生物在非常干燥的条件下变成木乃伊，也能保存它的身体上本来的柔软部分。这种情况一般只发生于干旱地区或沙漠地区，并且在遗体不被野兽吃掉的情况下。 大概动物柔软部分的化石得以保存的最著名的例子是在阿拉斯加和西伯利亚。在这两个地区的冻原上发现的大量的冻结的多毛的猛犸遗体——一种绝灭的象。这些巨兽有的已被埋藏达25000 年。当冻土融解，猛犸的遗体就暴露出来。也有些尸体保存得很不好，当它们暴露出来时，其肉被狗吃了，其长牙被象牙商倒卖。猛犸象的毛皮现在在很多博物馆展览，有的把猛犸象的肉体或肌肉放在乙醇中保存。 生物身体的柔软部分在东波兰的饱含油的土壤中也发现到，在这里有保存很好的一种绝灭的犀牛的鼻角、前腿和部分皮。在新墨西哥州和亚利桑那州的洞穴中和火山口里发现了地树懒的天然形成的木乃伊。这里的极端干燥的沙漠气候能够使动物的软组织在腐烂之前就全部脱水，并能保存部分的皮、毛、腱、爪等。 生物变成化石的更有趣和不寻常的一种方式就是在琥珀中保存。古代的昆虫可被某些针叶树分泌出的粘树胶所捕获。当松脂硬结后并进一步变成琥珀，昆虫便留在其中。有些昆虫和蜘蛛被保存得非常好，甚至能在显微镜下研究它的细毛和肌肉组织。 虽然生物体的软组织的保存形成了一些有趣的和令人叹为观止的化石，但这种方式形成的化石是相对罕见的。古生物学家更经常地是研究保存在岩石中的化石。 生物体上的硬组织也能被保存下来。差不多所有的植物和动物都拥有一些硬部分，例如蛤、蚝或蜗牛；脊椎动物的牙和骨头；蟹的外壳和能够变成化石的植物的木质组织。生物体的坚硬部分由于是以能抵抗风化作用和化学作用的物质构成的，所以这类化石分布的较普遍。无脊椎动物例如蛤、蜗牛和珊瑚等的壳是由方解石（碳酸钙）组成的，其中很多没有或几乎没有发生物理变化而被保存下来。脊椎动物的骨头和牙以及许多无脊椎动物的外甲含有磷酸钙，因为这种化合物抵抗风化作用的能力非常强，所以许多由磷酸盐组成的物质也能保存下来，如曾发现一枚保存极好的鱼牙。由硅质（二氧化硅）组成的骨骼也具有这种性质。微体古生物化石的硅质部分和某些海绵通过硅化而变成化石。另一些有机物具有几丁质（一种类似于指甲的物质）的外甲，节足动物和其它有机物的几丁质外甲可以成为化石，由于 它的化学成分和埋葬的方式，使这种物质以碳的薄膜的形式而保存下来。碳化作用（或蒸馏作用）是生物埋葬之后在缓慢腐烂的过程中发生的，在分解过程中，有机物逐渐失去所含有的气体和液体成分，仅留下碳质薄膜。这种碳化作用和煤的形成过程相同。在许多煤层中可以看到大量的碳化植物化石。 在许多地方，植物、鱼和无脊椎动物就是以这种方式保存下它们的化石。 有些碳的薄膜精确地记录了这些生物的最精细的结构。 化石还可以通过矿化作用和石化作用而保存下来。当含矿化的地下水把矿物沉淀于生物体的坚硬部分所在的空间时，使得生物的坚硬部分变得更坚硬、抵抗风化作用的能力更强。较普通的矿物有方解石、二氧化硅和各种铁的化合物。所谓置换作用或矿化作用是生物体的坚硬部分被地下水溶解，与此同时其它物质在所空出来的位置上沉淀下来的过程。有些置换形成的化石的原始结构被置换的矿物所破坏。 不仅动植物的遗体能形成化石，而且表明它们曾经存在过的证据或踪迹也都能形成化石。痕迹化石能提供有关该生物特点的相当多的情况。很多壳、骨、叶以及生物的其它部分，都能以阳模和阴模的形式保存下来。如果一个贝壳在沉积物硬化成岩之前就被压入海底，它的外表特征就会留下压印（阴模）。如果阴模后来又被另外一种物质充填，就形成阳模。阳模能显示出贝壳本来的外部特征。外部阴模显示的是生物体硬部分的外部特征，内部阴模显示的是生物体坚硬部分的内部特征。 一些动物以痕、印、足迹、孔、穴的形式留下了它们曾经存在的证据。 其中如足迹，不仅能表明动物的类型，而且提供了有关环境的资料。恐龙的足迹化石不仅揭示了它的足的大小和形状，还提供了有关它的长度和重量的线索，留有足迹的岩石还能帮助确定恐龙生存的环境条件。世界上最著名的恐龙足迹化石发现于得克萨斯州索美维尔县罗斯镇附近的帕卢西河床中的晚白垩纪石灰岩中，年代大约在 亿年前。留有恐龙足迹的大的石灰岩板被运到全世界的博物馆中，成为这种巨大爬行动物的哑证据。无脊椎动物也能留下踪痕。在许多砂岩和石灰岩沉积层的表面可以看到它们的踪迹。无脊椎动物的踪痕既有简单的踪迹，也有蟹及其它爬虫的洞穴。 这些踪痕提供了有关这些生物的活动方式和生活环境的证据。洞穴是动物为着藏身觅食而在地上、木头上、石头上以及其它能打洞的物质上打出的管状或圆洞状的孔穴，后来若被细物质充填，就可能得以保存下来。打出该洞穴的动物的遗体偶尔也能在充满洞中的沉积物中找到。在松软的海底，蠕虫、节肢动物、软体动物以及其它动物都可留洞穴。某些软体动物，如凿船虫——一种钻木的蛤、石蜊（Litho- domus）——一种钻石的蛤，它们的洞穴化石和钻孔化石也常常能被发现。在人们所知的最古老的化石之中，有管状构造，据认为这种管状构造是蠕虫的洞穴。在许多最古老的砂岩中，就有这种管状构造。 钻孔是某些动物为了觅食、附着和藏身而打的洞。钻孔经常出现在化石化的贝壳、木头和其它生物体的化石之上。钻孔也是一种化石。象钻孔蜗牛这种食内动物就能穿过其它动物的壳来钻孔以吃食其软体部分。许多古代软体动物的壳上可见到象是钻孔蜗牛打的整齐的洞。 化石对于追溯动植物的发展演化是有用的，因为在较老的岩石中的化石通常是原始的和较简单的，而在年代较新的岩石中的类似种属的化石就要复杂和高级。 某些化石作为环境的指示物是很有价值的。例如造礁珊瑚似乎总是生活在与今天相似的条件下。因此，如果地质学家找到了珊瑚礁化石——珊瑚最初被埋藏的地方，就可以有理由地认为，这些含有珊瑚的岩石形成于温暖的相当浅的海中。这就使得勾画出史前时期海的位置及范围成为可能。珊瑚礁化石的存在还可指示出古代水体的深度、温度、底部条件和含盐度。 化石的一个更重要的用途是用来进行对比——确定若干岩层间彼此相互关系的密切的程度。通过对比或比较各岩层所含的特征化石，地质学家可以确定一个特定区域的某种地质建造的分布。有的化石在地质历史上生存的时间相当短，然而在地理分布上却相当广泛。这种化石被称为指示化石。由于这种化石通常只是和某一特定时代的岩石共生，所以在对比中特别有用。 微体生物的化石对于石油地质工作者作为指示化石特别有用。微体古生物学家（研究微体古生物的学者）通过对从钻孔中取得的岩心进行冲洗、将微小的化石分离出来，然后在显微镜下进行研究。通过对这些细小的古生物遗体的研究所获得的资料对于判断地下岩层的年代和储油的可能性是非常有价值的。微体古生物化石对于世界油田之重要可从某些储油地层用某些关键的有孔虫的属来命名这一点见其一斑。其它微体古生物化石，例如：介形虫、孢子和花粉，也被用来确定世界其它许多地区的地下岩层。 虽然植物化石对于指示气候十分有用，但用于地层对比就不很可靠。植物化石提供了许多有关整个地质时代的植物演化的资料。