小小有孔虫 揭开大秘密

2016年，南京地质古生物研究所研究员张宜春的一篇论文引起了全世界的关注——他通过观察2.95亿年前的蒿类有孔虫，找到了北羌塘板块和南羌塘板块是否属于同一个板块的答案，这个问题长期困扰着学术界。这不是张宜春第一次从几毫米大小的有孔虫中发现羌塘地区块体运动的证据，也不是他第一次对世界一直争论的问题提供答案。张宜春也是世界上少数研究蠕虫状有孔虫以推断古地理演化过程的科学家之一。这是因为蒿类有孔虫已被研究多年，没有太多空间进行系统的古生物学研究，但在古生态学和古生物学地理方面存在许多问题。张宜春解释道。在这个有限的研究空间里，张宜春的研究一再引起全世界的关注。有孔虫是一种原生动物，在石炭二叠纪地层中非常常见。这是当时地层划分和对比的重要化石。张宜春从3亿年前研究到2.5亿年前，属于二叠纪时期。二叠纪是古生代的最后一个时期，也是煤形成的主要时期。由于当时地壳运动相对活跃，古板块之间的相对运动加强并逐渐拼接形成一个统一的古大陆。随后，陆地面积的进一步扩大、海洋范围的缩小和自然地理环境的变化促进了生物世界的重要进化，预示着生物发展史上一个新时代的到来。在这段时间里，有孔虫喜欢温水，这意味着水温需要达到一定的温度才能生存张宜春在接受《中国科学报》采访时解释道，“所以我用有孔虫来研究*的陆地。”张宜春选择有孔虫作为判断羌塘板块古地理变化的标准，该板块在二叠纪时位于*北部。那时，地球还远没有现在这样。澳大利亚位于南极以南40到50度的范围内，而中国南部靠近赤道。大约2.9亿年前，南部大陆分裂，*的不同板块逐渐分裂并向北移动。张宜春利用在*不同板块上发现的有孔虫化石来判断这些板块当时的位置。由于温度不同，动物种类也会发生变化。晚古生代最宽的古特提斯洋穿过*北部，但国际学术界一直在争论该洋盆位于*的哪个缝合带。科学家以前提供的证据有多种解释，每个人都有自己的观点，无法达成共识。主要有两种观点:一种认为高压变质带是古特提斯洋闭合时南羌塘地块与北羌塘地块之间的高压碰撞造成的，位于北羌塘与南羌塘之间的龙母错-双湖缝合带是古特提斯洋的主要分支；另一种观点认为，南羌塘和北羌塘同属一个街区。该变质带起源于羌塘盆地下金沙江带的低角度俯冲，出露于羌塘盆地中部。金沙江缝合带是古特提斯洋的主要分支。解决这一问题的关键是确定南羌塘地块和北羌塘地块是否属于同一地块。2015年11月，张宜春在双湖地区发现了早二叠世泥炭藓动物群。这个证据非常重要。它表明南部大陆在2.95亿年前处于冰河时代的全盛时期，当时气温最低，应该没有温水动物。“但艾草是一种温水动物。这意味着北羌塘处于低纬度地区，相对靠近赤道。当时，南羌塘位于冈瓦纳大陆的北缘张宜春说。冈瓦纳，也被称为南部大陆，其中心在南极洲东部和非洲南部。北羌塘靠近赤道，而南羌塘靠近南极。虫生动物的发现使张宜春意识到在北羌塘板块和南羌塘板块之间还有一片海洋。虽然这个结论并没有被每个人接受，但是该地区最冷时期的温水生物的证据是不可否认的。这一时代划分的一个重要证据是，昆虫学对古生物和地理演化的研究是张宜春的方向，而中国昆虫学的系统研究起源于著名地质学家李四光。20世纪20年代，李四光开始在抓虫类中研究有孔虫。当时，世界对这一领域的研究已经有很长时间了，但在中国，李四光的研究就像鼻祖一样，连“抓虫人”这个词也是他首创的。“以前，昆虫筷子是没有个性的。正是因为这种有孔虫的形状像纺线的纺锤，也就是筷子，才创造了昆虫筷子的特征。”张宜春说。当时，材料稀缺，研究设备极其有限。李四光研究昆虫和鳄鱼就更加困难了。一般来说，有孔虫的体积只有几厘米甚至几毫米。如果你想找到一个部分，你只能从一个地方剪下它来得到理想的部分。那时，很少有人能把它剪下来。面对困难，李四光没有退缩，甚至创造了一个系统，研究人员可以通过放大镜在野外识别有孔虫的形态，然后判断年龄。南京地质古生物研究所盛院士、研究员张研究员等都从事过昆虫诱捕器的研究。但现在，包括张宜春在内，中国只有三四个人仍在从事这项研究。即使在国际社会，也很少有人研究昆虫筷子。“也有人通过古生物化石来判断古地理位置，但大多数人从腕足动物开始，很少有研究人员从蒿属植物的角度来判断。”张宜春说。2014年，张宜春在*探险和休息时，随手从地上捡起一块石头。“当时，我开玩笑说，我们可以在石头上看到化石的痕迹，我们应该把它带回去研究。”出乎意料的是，张宜春实际上发现了一种化石——可乐尼尔拉化石，这种化石在该地区从未因这种不小心的举动而被发现。"这是划分时代的重要证据。"张宜春解释道。为了寻找这样的化石，张宜春在2016年带领研究生们再次前往，沿着矿点自下而上测量了300多米，寻找弹尾目动物的遗骸。“我们直到最后一两米就要结束时才发现它。我和研究生们开玩笑说，这真的是一次性交易。”幸运的是，在最后一两米处，发现了弹尾目动物的化石。克拉尼达科化石的发现打破了以前的结论，即拉萨地块在二叠纪晚期变成了陆地。“我们发现，晚二叠世拉萨地块都在海里，没有形成陆地，其他地块也没有物质来源。”张宜春说。张宜春通过寻找未解之谜有孔虫得出几个重要结论后，他的研究并没有停止，因为仍有许多未解之谜等待他继续探索。张宜春现在主要研究南边的羌塘板块。他发现在二叠纪大陆裂解期间，最大裂解处应该有大量的玄武岩，也就是说，在南羌塘板块应该有大量的玄武岩，但实际上，许多基本岩墙群都位于南羌塘板块的北部。“我一直在想，是剧情旋转还是南羌塘北的原微板块被隐没了。这需要大量的剖面研究来建立南羌塘的空间格局模式张宜春说。不仅如此，南羌塘板块东西两侧的地层也是不同的。东部有许多海山，但西部都是小块。这是什么原因？所有这些问题使张宜春无法停止探索。目前，他正在撰写一篇关于*板块与缅甸和东南亚关系的论文。