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史前熊猫故乡行

2021-03-03石学斌

科学Fans 2021年2期
关键词:矮子角砾都督

石学斌

黄万波、李华、秦勇等人所著《大熊猫的前世今生——长江都督史前熊猫大发现》

断裂的石柱

重庆·都督乡

重庆市丰都县都督乡位于长江南岸,地处四川盆地东南缘,山峦叠嶂,该地出露的地层时代久远,主要为寒武系中统灰岩、白云岩。这种岩层形成的喀斯特地貌,形态多姿,山顶有峰丛、峰林和槽谷、洼地,地下有溶洞和岩穴。溶洞、岩穴的出现,为第四纪哺乳动物化石的埋藏提供了良好的地质条件。

都督的地势较高,海拔平均1100米以上,属于亚热带季风气候,降雨充沛,年日照近250天,年平均气温18~58℃,森林覆盖率超过80%,竹林茂密,为熊猫的生存提供了良好的栖息环境。

这里,就是史前熊猫的故乡。2012年,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所黄万波教授、重庆自然博物馆李华及某户外产品公司的秦勇等人前往都督乡开展熊猫化石考察活动,且发现了6件熊猫化石,其中包含5个熊猫头骨和1个下颌骨。他们结合区域地质背景和对洞穴哺乳动物化石的初步整理及鉴定,从人与自然环境发展演化关系的视角,阐述了大熊猫的演化分期和区域分布。

2020年9月,我有幸跟随黄万波教授前往史前熊貓“故乡”开展洞穴调查,而我们此行的目的就是复查产熊猫化石的矮子洞和犀牛洞的堆积地层和化石保存情况。

这套堆积由三部分组成:①上层,碳酸盐类沉积,或称为“钙板”;②中层,为褐色砂质黏土,其中含哺乳动物化石;③下层,碳酸盐类沉积,表现形式为钟乳石柱。三种地质体的接触关系可以明显反映出时代的先后顺序:上层晚,下层早,化石层居中。

“趴”进矮子洞

在当地村民彭世龙的带领下,我们找到了矮子洞。当日天气可不怎么好,小雨滴答,加之洞口杂草丛生,进洞前便沾了一身水,可一想到入穴考察,心情顿时无比激动,充满了期待。

进入洞口,映入眼帘的第一景是三根排列整齐的钟乳石柱。令人新奇的是,这三根石柱整齐地断开,说明它们是同一时期受相同的地质应力断裂的。我们把视角转向右侧,发现洞里满满地堆积着含有角砾的褐色土状物质。

接下来,我们爬进洞里去看看。

矮子洞口高度1.7米,放眼望去,越往里面越矮,人只能弓着腰前行,于是黄教授为其起名“矮子洞”。在手电光的照射下,洞穴表面是一层由碳酸钙胶结起来的物质,比较坚硬,厚约20厘米。“钙板”下面是砂质黏土、灰岩角砾及少量卵石。“这就是化石层,有很多化石,快跟我爬进去挖掘!”见到“钙板”下面的砂质黏土,我们的领路人彭大哥根据以往的经验说道。

真“趴着”进

刨化石的情景

尚未出土的犀上臼齿

我在后面奋勇直追,头顶时不时还磕了几个包。挖了半天,啥也没找到,正当垂头丧气之际,彭大哥忽然大喊一声:“我刨到熊猫牙齿了!”。经黄教授鉴定,是大熊猫牙,而且已经石化了。这一发现鼓舞了我的士气,在一只强光手电筒的照耀下,我奋力前爬,挥舞手中的锄头寻宝。功夫不负有心人,我终于有所发现,“哇!好大一颗牙齿。”我激动地叫了起来。一听是颗大牙齿,黄教授急忙阻止我,先不要刨出来,待记录好埋藏化石的土质,拍摄好照片之后再出土。我点点头,依序操作后把标本递给了教授,他接过一看,是颗犀上臼齿,保存十分完好。

虽然大家都沉迷于寻找化石,忘记了时间,但按原计划我们该去犀牛洞了。待我完善该洞的形态和堆积层序等野外记录后,众人便向着下一洞穴转移。

绳降犀牛洞

犀牛洞,因在洞里挖出过犀牛牙齿化石而得名,离矮子洞不远,几乎处在同一海拔范围,但比矮子洞大得多,纵深64米,平均宽度3米,洞口宽度12米。

据当地老百姓讲,这里曾经有人居住,还有“巨蟒”出没,想想都叫人脊背发凉。尽管洞穴充满了未知的危险,但我们还是鼓起勇气往里钻。在探险队长秦勇的带领下,我们走到一个拐角的地方,洞身突然变窄,顶上还有蝙蝠飞来飞去,脚下怪石嶙峋。我步伐不慎踩到块巨石,刨开一看,下面是砂质土,里面夹杂着碎骨片,表明这里确实有化石,这更加坚定了我们继续深入的决心。黄老师在我身后的一块角砾下刨出一段骨头,接着又找到了牙齿。

犀牛洞

略有损坏的大熊猫头骨

搭设绳降系统

收拾好标本继续前行,走了约30米后,一条狭长的裂缝挡在了我们面前。我试着将一颗石头扔下去,根据回声判断裂缝较深,至少也有20米。此时,站在身旁的秦勇队长指着裂隙说,他们曾经下到底部,在一个支裂隙的地方发现了一具熊猫头骨化石。接下来,秦队长开始忙活搭设绳降系统,为确保安全,他一遍又一遍地检查布设好的升降系统和洞壁上的挂钩。确认万无一失后,这才叫我准备下降。

在秦队长的专业指导下,我穿戴好了装备。面向那深邃的裂隙,我紧张得手心冒汗。当保险绳开始往下滑动的一刹那,失重感骤然袭来,我本能地握紧绳索,双腿蹬在岩壁上,恐慌中我的小腿撞上了钟乳石,受了點轻伤。我努力平复心情,回想秦队长的告诫,最终顺利地下到了洞底。紧接着黄老师也安全降落,他站在洞底,笑着对我说:“怎么样,感觉如何?”“这是我首次入穴考察,刚一开始有点害怕,现在感觉挺好!”我有些激动。

黄老师告诉我,这个裂隙原本是一条大断层,后来在地表水和地下水的双重作用下,把裂隙溶蚀得更大,宽度超过2米,纵深超过50米。他指着脚下的堆积物说:“你看,全是角砾,大小各异,表面附着碳酸盐类物质,表明洞里常有水滴,导致角砾表面生成钙膜。”说完,他就开始在角砾间认真寻觅起了化石。

我也拿起地质锤(地质工作的基本工具之一)在地面的乱块土堆里寻找起来。没多久,黄老师那边便有了收获:一颗巨羊牙和一段大熊猫下颌骨。这些发现让我更加兴奋!为了扩大作业面,我独自来到了一块大石头前,这块石头下竟然有个裂隙,于是我顺势钻了进去。这里的情况有所不同,地面全是棕色砂质黏土层,我往下一刨,一颗洁白的牛牙出现在眼前。这里也有化石!

下降情景

一段大熊猫下颌骨

在黑乎乎的洞穴里作业,我们完全不知道外面的天气,不知不觉一天就过去了,是时候收工返程了。在返回降落地的时候,黄老师又发现一件智人(Homosapiens )的锁骨。

这次洞穴探索收获颇丰,既挖掘到了大熊猫(Ailuropoda melanoleuca )、剑齿象(Stegodon sp. )、犀(Rhinoceros sp. )、巨羊(Megalovis sp. ) 等哺乳动物化石,还发现了智人锁骨。

看到这里,可能有读者要问了,这些化石是从哪里来的呢?这里就是原产地吗,还是搬运过来的?

我就用黄万波教授的原话来回答大家吧:“在这个近30米深的裂隙底部,人及哺乳动物是无法生存的,再者,这些遗物的堆积也十分零乱,也就是说,这些材料不是原生的。究其由来,一是犀牛洞‘原住民生活时扔下去的;二是因自然营力①从犀牛洞搬运的。无论哪种成因都有待发掘时进一步论证。”

作者有话说

我的专业是地质学,这次考察对我在古生物知识尤其是哺乳动物学方面,是一次极佳的“补课”机会,也帮助我更好地了解都督乡特殊的地理环境。都督地处巫山、七曜山和黄陵背斜的大构造单元,出露的岩层多为寒武系石灰岩,受新构造运动的影响,岩层断裂节理发育,加上在含有二氧化碳的流水综合作用下,溶洞、岩穴发育很多。这里植被繁茂,气候条件适宜,生活资源丰富,不仅适于熊猫等哺乳动物的生存,也适于古人类生存。这些洞穴里保存的信息,为我们进一步考察奠定了基础。

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