中科院南京地质古生物研究所张元动:古生物化石的“朗读者”
2017-04-10 09:39:21   来源:   评论:0 点击:

2014年11月3日,张元动在云南北部者根-拉伯途中(金沙江边)考察地质和地层。(化石网报道)据科技日报(实习生 袁渊 本报记者 张 晔):张元动把发现的每一块化石都视若至宝,工作离不开石头,生活也少不了


2014年11月3日,张元动在云南北部者根-拉伯途中(金沙江边)考察地质和地层。
 
(化石网报道)据科技日报(实习生 袁渊 本报记者 张 晔):张元动把发现的每一块化石都视若至宝,工作离不开石头,生活也少不了石头的影子。在别人的眼里,张元动所在的古生物所背靠北极阁,山景旖旎,而在他眼里只有侏罗纪地层概念。

4.45亿年前,地球上发生了第一次生物大灭绝事件,85%的海洋生物物种灭绝,一片凋零。这次大灭绝后,海底世界就一片死寂,毫无生机了吗?张元动给出的答案是否定的。

2月10日,中科院南京地质古生物研究所张元动团队发在《当代生物学》上的文章,通过在浙江安吉发现的一个大灭绝后残存期的特异埋藏化石群——安吉动物群,揭示了大灭绝后的奇异海洋生物世界,展现了“劫后余生”独特场景。

然而,追根溯源,这一重大发现却是张元动团队承担的中国科学院战略性科技先导专项课题“中国典型页岩层系地质特征”,在全国范围内寻找页岩气地层时的意外收获。虽然山清水秀的安吉不是寻找页岩气的理想区域,但令这位中科院南京地质古生物研究所研究员没想到的是,安吉为他准备了另一份惊喜。

无心插柳,发现世界最丰富的海绵化石群

“无心插柳柳成荫,我们找到安吉动物群,正印证了这句话。”张元动说。

2012年冬天,寒雨笼罩着安吉地区。在景色宜人的赋石水库岸边,由中科院南京古生物研究所、英国威尔士国立博物馆、浙江省地调院等联合组成的“中英野外调查队”为寻找笔石化石已经工作了数日。

一天临近傍晚收工时,来自英国的乔·博廷博士突然大叫起来:“这是海绵化石!”闻声,张元动急忙赶来。因为“这个时期的海绵是没有先例的”,谨慎起见,张元动拿起放大镜细细观察。在放大镜中海绵化石的骨针呈束状排列,软躯体的轮廓形态也清晰可见。张元动确认,“这就是海绵了”。

“当时确实没有想过能找到海绵,太偶然了。你们知道,海绵是底栖固着的海洋动物,在这个200米深度以下的缺氧海底能发现这类动物,而且就在生物大灭绝后,确实非常意外。”张元动说。

这一意外的发现,却绝对是古生物研究史上浓墨重彩的一笔。这意味着,奥陶纪生物大灭绝后的4.44亿年前的海底并非以往所认为的那样沉寂和荒芜。在海洋深处仍有丰富多门类、多种生态的生物繁衍生息,甚至还生机蓬勃。这一前所未有的发现向世人揭开了海洋生物世界“劫后余生”的独特面貌,其中意义,不言而喻。

当谈起这段经历的时候,张元动兴奋地圈点着那张当年在赋石水库边的合影,“就是在乔·博廷博士脚下这块地方,我们发现了第一块海绵化石”。

也就是这一小块无意之间发现的海绵化石,叩开4.44亿年前的历史大门。在之后的几年中,张元动和同事们跟随着化石的指引,发现了世界上最丰富多样的海绵动物化石群——安吉动物群。至此,奥陶纪大灭绝后深藏于海底的生命记忆一点一点被寻回。

筚路蓝缕,创建我国第一枚“金钉子”

“金钉子”是指在特定的岩层序列中,一个特定的点位被选作定义和识别地层界线的全球标准。对每一条界线而言,“金钉子”都是全球地层划分和对比的唯一标准,因此这一研究体现一个国家地质学的综合实力和总体水平,代表着国家荣誉,所以国际竞争也异常激烈。

我国创建第一枚“金钉子”始于1990年,并在1997年正式确立在浙江省西部的常山县黄泥塘剖面,当时张元动跟随导师陈旭参与了创建的全部过程。

张元动曾动情地回忆创建“金钉子”的那段岁月:“建立过程困难重重,相当艰苦,但每每总是峰回路转、柳暗花明。”

“三山地区”交通闭塞,条件异常艰苦,工作期间还两次险些翻车坠崖,而这些都被张元动一笔带过。因为在创建“金钉子”的这7年中,最令张元动印象深刻的还是困扰了无数日夜的科学难题。

当时摆在创建团队面前有两条道路:一是采用竞争对手提出的、但是相对成熟的传统英国模式;二是基于尚不成熟的澳大利亚模式再做创新研究。两相比较,难易立现,但是创建团队仍旧义无反顾选择了后者。

“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。”在大量的观察对比研究后,中国“金钉子”创建团队解决了种种疑难问题,最终赢得了国际上的普遍认可,为中国争取第一枚“金钉子”奠定了不可撼动的基础。

“金钉子”确立后,曾经是浙江最为落后的“三山地区”修通了最近的直达公路,也修建了跨河大桥、公园管理处、气势恢宏的主题广场和颇具江南特色的时光长廊,甚至在剖面山后不远的水库边还开发了幽静的度假山庄,游人可以在参观过“金钉子”剖面后在那里休息,还有许多年轻情侣到地质公园拍摄婚纱照,期望爱情像“金钉子”一样恒久。

“当年剖面的面貌和我们工作的情景,只有在我们的野外记录本、发黄的照片和难以磨灭的记忆里才能找到了。”张元动说,这枚“金钉子”的来之不易,可能也只有那一辈的创建者才能了解。

结缘笔石,寻找页岩气的“GPS”

页岩气是一种清洁的非常规能源,具有开采寿命长、生产周期长的优点,我国页岩气存储量巨大,经济价值可观,越来越受到重视。目前我国品质最好的页岩气主要存在于地表以下3000—5000米的黑色页岩中,其中形成于距今4.50—4.38亿年前的奥陶纪-志留纪过渡时期的黑色页岩尤为重要。因此,想要寻找页岩气第一步就必须要确定这套页岩的地理分布并准确测定地层年代。而在这个问题上,当前所有现代科技都统统“束手”,要么用不上、要么定年精度不够,只有依靠其中的笔石化石来为地层定代。

张元动所研究的笔石化石,正是一种可以精确测定奥陶纪地层的化石种类。通过寻找和鉴定笔石化石,来精确划定地层年代,区分不同时期的页岩,从而定位那些富含页岩气能源的黑色页岩。可以说,笔石化石是寻找页岩气的“GPS”。

“全国各地的页岩气生产单位都将一批批笔石化石标本寄到所里,让我们鉴定,提供地层划分的精度数据。”张元动如是说。不仅如此,他还要带领团队常年奔波在野外,为页岩气勘探和评价提供更直接和全面的科学依据。生产单位根据该研究结果,在重庆巫溪、四川长宁等地已经打出了多口有开采价值的页岩气井。接下来,他们还要继续在四川、云南等地寻找新的页岩气资源。

张元动把发现的每一块化石都视若至宝,工作离不开石头,生活也少不了石头的影子。在别人的眼里,张元动所在的古生物所背靠北极阁,山景旖旎,而在他眼里只有侏罗纪地层概念(山体基岩的时代是侏罗纪的)。每到周末,别人带着孩子去郊外、公园游玩,但张元动却带着女儿在南京周边的山林里辨认地层标志。

记者来到他那间只有十平米的办公室,里面堆满了各种书籍文件资料、观测仪器和化石标本,想要进出都得小心翼翼,生怕惊醒了那些“沉睡”的石头。一说起那些石头,张元动就两眼放光,将化石从保护袋中小心翼翼地取出,一一向记者讲解说明。

张元动告诉记者,一年中大部分时间,都奔波于全国各地寻找化石。每次野外勘探前,他都需要阅读大量的资料文献,详细了解勘测地的地质特征和化石特征。每每遇到珍贵的化石从不放过,即便是在走路都喘粗气的珠峰地区,张元动也要不远万里将石头背回来珍藏并供研究用。

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