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【新华日报】中国第11颗“金钉子” 闪耀苍茫大地

  有些藏于“荒野”的土地,并不像它表面上看起来那么平静……你可以把它当作地球的“回忆录”,透过那些裸露的岩层,以及蕴藏的化石,你可以洞悉“时间”——长时间未被打破过的完整的时间。

  科学家在中国贵州剑河县八郎村附近的乌溜—曾家崖上一个剖面中,找到了属于寒武系第三统暨第五阶的“完整的时间”,并在近日经国际地质科学联合会的批准,在这一“剖面”正式钉下一颗“金钉子”。由此,这里就变成一个地质年代的“国际标准”,全世界都需要对应它,来找到对应岩层的“年龄”。

  这是中国确立的第11颗“金钉子”,由贵州大学资源与环境工程学院赵元龙教授率领完成提案,同时也是中国科学院南京地质古生物研究所主持确立或参与确立的第9颗“金钉子”。

  从贵州的一块岩石剖面上 看见“寒武纪”

  刀削般的岩层,层叠在广袤的大地上,被狂风乱卷的雪片,凝成一个静止的瞬间……岩上是密密麻麻的植被,一条小路蜿蜒伸展进昏暗茂密的树林中。贵州省黔东南苗岭国家地质公园散发着强烈的原始信号,正是在这里,科学家找到了一块几十米长的“剖面”,被视作是全球寒武系第三统暨第五阶最具代表性的“地层样本”,被钉上用18k金制成的道钉——“金钉子”。这里所说的“金钉子”,比金做的钉子还珍贵,是对全球年代地层单位界线层型剖面和点位(GSSP)的俗称。

  近40年来,全球科学家在苍茫大地的岩层中,共钉下了68颗“金钉子”,后来居上的中国,目前是获得“金钉子”数最多的国家。“各国角逐‘金钉子’的激烈程度,不亚于奥运会夺金啊!”中科院南京古生物所研究员、寒武系多颗金钉子主持人、原国际地层委员会副主席彭善池在接受记者采访时用世界体育竞技中的金牌形容“金钉子”在科学界的含金量,它代表一个地质年代的“国际标准”,是地层年代统一的“度量衡”。

  代表着统一世界地层语言的“金钉子”如何确立?彭善池告诉记者,简单来说,就是要在地球上找到,对应地层年代的“最好的剖面”。在贵州剑河寻到的这一剖面,拥有完整、无间断的地层面,出露明显,最重要的是,剖面中保存着丰富的,能够代表地层年龄的物种化石:不仅有以掘头虫类为主的三叶虫动物群,还在紧接“金钉子”点位之上的凯里组中上部地层中发育有布尔吉斯页岩生物群类型的乌溜世凯里生物群,包含10个化石门类、120余个化石属。

  随着这颗“金钉子”的成功定位,距今5.6亿年的寒武纪有了更清晰、更详尽的地层标记。全球寒武系第三统被正式命名为苗岭统,名称来源于贵州境内的苗岭山脉,全球寒武系第五阶被正式命名为乌溜阶,名称来源于全球层型剖面起点乌溜坡。

  全球追逐的“金钉子”,关乎国计民生

  在发现“完美剖面”之后,科学家还要做反复的认证及研究,以最新确立的贵州“金钉子”为例,从发现到确认,中国科学家坚持不懈地做了近30年的论证。

  “世界各国对于‘金钉子’的角逐都非常激烈,最后关头,中国贵州团队得到的票数超过美国,这场‘胜利’来之不易。”彭善池告诉记者,国际地质专家对于“金钉子”的认定非常严苛,有一整套复杂而缜密的程序,“金钉子”的提案先要通过国际工作组的讨论,以及全球19个地层分会的认证,然后再接受国际地层委员会专家的表决、国际地科联的批准……每个环节都是一场“科学巅峰对决”,提案科学家必须作出充分的印证,交出过硬的研究报告,严密的论证材料等。

  “金钉子”确立和审批的严谨与漫长,也增加了“金钉子”的“含金量”,但凡某国确立了“金钉子”,便能体现该国在地学研究方面的总体实力和水平,所以这也普遍被各国学者视为国家荣誉。

  为什么各国对于“金钉子”趋之若鹜?事实上,“金钉子”确立的不仅是国际标准,更关系着国计民生。“只有了解我们脚下土地的过去,才能拥有更多未来。”彭善池解释道,国家做地质勘探需要以“地层”来做精确对比,对地层的了解程度,决定了我们对地下微量元素、稀有金属甚至矿产资源的有效挖掘。“金钉子”对国家地质科学以及生物研究等,都具有重大的科学意义。

  100箱化石……凿出地层的时间框架

  自1977年,中国加入全球“金钉子”研究以来,一大批中国科学家经历了漫长而艰辛的探索。

  为地球建立既无重复也无缺失的地层时间框架,涉及多个学科交叉,古生物学的“功劳”不可言喻。“那是在1984年左右,湖南省405地质队在勘探花垣县时惊喜地发现,那里保存着大量的三叶虫化石。”说到这里,彭善池的眼中闪着光,激动地从办公室搬来多册厚实的材料,“你看这些资料照片,都是当时从湖南发现的‘球接子三叶虫’,这是论证地层为寒武系的重要标志。”

  作为古生物研究者,彭善池从1978年起就开始了对三叶虫的关注,也是我国自主培养的第一位“三叶虫”方面的博士,三叶虫成为他一生所系。

  时光回转到1984年,彭善池得到消息后,立刻动身前往湖南花垣,地质队所说的“剖面”藏在山腰间,人迹罕至、地形复杂,为了锤出更多的三叶虫化石,彭善池和两三位同事,住进山脚下的一个“小卖部”。“早上起来就上山锤化石,到了傍晚就扛着一箱箱化石回小卖部研究。”彭善池形容湖南的三叶虫化石是“硬骨头”,因为保存在石灰岩间,所以很难锤出,大概10锤才能敲出一块来。1984年到2011年,彭善池无数次“进山”,已经不记得具体去过湖南花垣多少趟,但背回来做研究的三叶虫化石足足有100多箱,手上的血泡是好了又生,生了再等好,最终长出厚厚的茧,成为彭善池那段回忆中的一部分。

  三叶虫生长于距今5.6亿年前的寒武纪,是那个时期最具代表性的远古动物,分析它的演化和分布,对于判定地层年龄有着相当关键的作用。彭善池和同事们的艰辛探索,一直持续到2003年,经过近20年的漫长论证,国际地科联终于通过以中国湖南花垣县排碧剖面作为寒武系芙蓉统排碧阶“金钉子”,并正式将全球寒武系第4统命名为“芙蓉统”,其最下部的阶命名为“排碧阶”。该“金钉子”研究由南京古生物所主持完成,成为中国获得的第三颗“金钉子”。

  现如今,对“金钉子”的保护,各地并未有统一的标准。只是一旦某地被确定为“金钉子”,便会为其设立永久性的固定标志。除此之外,还会设立纪念碑,有些地方会为此设立保护范围,申请国家地质遗迹保护区或国家地质公园。

  人类对于远古的回望与探索从未停歇,随着未来更多“金钉子”的发现、确立,人类对于地层的认知也将更加完整、清晰。重归古老时间的领地……我们所要纪念的不仅是“地层年代”,更是这一场浩瀚的“时间回望”中,地质学家们对科学的不懈追求。他们,代表着无数个人类个体,对于古老世界的心灵想象和珍贵追问。

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