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小小有孔虫 揭开大秘密

 
 
小小有孔虫 揭开大秘密  
 

小小有孔虫 揭开大秘密


▲北羌塘2.95亿年前的Sphaeroschwagerina虫筳类

小小有孔虫 揭开大秘密

▲在野外工作的张以春

■本报记者 袁一雪

2016年,南京地质古生物研究所研究员张以春的一篇论文引起世界关注——他通过观察2.95亿年前的虫筳类有孔虫,为一直困扰学术界的关于南北羌塘板块到底是否属于同一板块的问题找到了答案。

这并非张以春第一次从几毫米大小的虫筳类有孔虫中找到羌塘地区地块运动的证据,也不是他第一次为世界一直争论不休的问题提供答案。在世界上研究虫筳类屈指可数的科学家中,张以春又是目前少数通过虫筳类有孔虫推断古地理演变过程的研究者。“这是因为虫筳类有孔虫已经被研究多年,系统古生物学研究空间不大,但古生态学和古生物地理学则存在问题颇多。”张以春解释说。

就在这有限的研究空间内,张以春的研究却屡次受到世界的关注。

虫筳类动物群给出答案

虫筳类有孔虫是一种原生动物,在石炭二叠纪的地层中非常普遍,是划分对比此时地层的重要化石。张以春研究的时间段是距今3亿年前到2.5亿年前,属于二叠纪阶段。

二叠纪是古生代的最后一个纪,也是成煤的主要时期。因为当时地壳运动比较活跃,古板块间的相对运动加剧,并逐渐拼接形成联合古大陆。随后,陆地面积的进一步扩大,海洋范围的缩小,自然地理环境的变化,促进了生物界的重要演化,预示着生物发展史上一个新时期的到来。

“在这个时间段,虫筳类有孔虫比较喜欢暖水,也就是说需要水温达到一定温度才能生存。”张以春在接受《中国科学报》记者采访时解释说,“所以我用有孔虫研究西藏地块。”

张以春选择有孔虫作为标准,判断二叠纪时现在位于西藏北部的羌塘板块的古地理变化。彼时,地球远不是现在的样子,澳大利亚在更接近南极的南纬四五十度的范围,我国的华南地区则在赤道附近。2.9亿年前左右南方大陆发生裂解,西藏不同板块逐渐分裂,向北移动。张以春利用西藏不同板块上发现的有孔虫化石,判断这些板块在当时处于什么位置。因为温度不同,动物种类也会发生变化。

晚古生代时期最宽广的古特提斯大洋曾经从西藏北部通过,但关于洋盆具体是西藏哪个缝合带,国际学术界一直争论不止。之前科学家提供的证据具有多解性,大家各说各的,无法达成共识。其中主要有两种观点:一是认为这条高压变质带是南羌塘地块和北羌塘地块在古特提斯洋闭合时高压碰撞所致,位于南北羌塘之间的龙木错—双湖缝合带是古特提斯洋的主支;另一种观点则认为南北羌塘属于同一地块,这个变质带来源于金沙江带低角度俯冲于羌塘盆地之下并出露于羌塘盆地中部,金沙江缝合带是古特提斯洋的主支。

解决这个问题的关键,便在于证实南羌塘地块和北羌塘地块是否属于同一地块。

2015年11月,张以春在双湖热觉茶卡一带发现了早二叠世Asselian期的球希瓦格(Sphaeroschwagerina)虫筳类动物群。这个证据非常重要,它显示了在2.95亿年前,南方大陆处于冰期兴盛时期,此时温度最低,不应该出现暖水动物群。“但虫筳类却是暖水动物群。这意味着,北羌塘在低纬度地区,也就是距离赤道比较近的地方。而当时南羌塘却在冈瓦纳北缘。”张以春说。

冈瓦纳大陆又称南方大陆,其中心在南极洲东部和非洲南部。北羌塘在接近赤道的位置,南羌塘却更靠近南极。虫筳类动物群的发现让张以春意识到,南北羌塘板块之间还有个大洋。虽然这一结论并没有得到所有人的认可,但在当地最寒冷的时期出现暖水生物的证据却是无法被反驳的。

划分时代的重要证据

由虫筳类研究古生物地理演化是张以春坚守的方向,而我国虫筳类的系统研究源自著名地质学家李四光。上世纪20年代,李四光开始了对虫筳类有孔虫的研究,当时世界上在这个领域已经研究已久,但在国内,李四光的研究却犹如开山鼻祖,甚至“虫筳”这个字,都是由他造出来的。“以前没有虫筳字,是因为看到这种有孔虫的外形像纺纱用的纺锤,即筳,才造出了虫筳字。”张以春介绍说。

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