前段時間,科普了一塊特殊的化石,史上最大最貴的人類糞化石——勞埃德銀行糞化石(Lloyds Bank Coprolite)。
一坨糞便,長20厘米,寬5厘米,出自一位距今約1200年的維京人。
這塊糞化石在1991年時,評估價值就達39000美元,科學家更是珍視它,將其譽為“皇冠上的寶石”。
文章發布后,大家一方面被糞便的巨型尺寸驚掉下巴,另一方面則質疑糞化石的真實性,其中一個理由則是:
“化石的形成至少需要上萬年的時間,而且條件很苛刻,它才一千多年,是不可能形成化石的!”
事實上,這個說法并不準確,化石是可以在很短的時間里形成,可以看看下面這2個例子。
540天,青蛙的大腦變成化石
2017年3月24日,西班牙馬德里自治大學生態學系的研究人員發表了一篇論文,表示研究非洲侏儒蛙尸體在“微生物墊”中腐爛過程時,發現青蛙的尸體迅速埋葬后,能長時間保存青蛙的軟組織。
到540天,也就是差不多一年半的時間,發現青蛙的大腦和皮膚部分被礦化。
這意味著,在如此短暫的時間,形成了化石遺跡。
24小時,科學家烤出一塊“化石”
2018年7月,菲爾德博物館研究人員在實驗室里烘烤出了化石。
他們將樣本(蜥蜴四肢和鳥類羽毛等物質)塞入硬幣大小的粘土板中,然后,將這些粘土板放入實驗室烤箱中烘烤,溫度超過 410 華氏度(210攝氏度),壓力為 3500 psi。
烘烤了大約24小時再取出,結果就烤出了化石:不含蛋白質,也沒有脂肪組織,上面有深色的皮膚和鱗片,骨頭也變成褐色的了。
由此可見,外部因素可以加速化石的形成。
那什么情況下,更容易形成化石呢?
首先要明確一點,化石主要分為三種:
一種是遺體化石,我們常見的骨骼化石就屬于這種;
一種是遺跡化石,例如之前英國發現恐龍足跡化石,糞化石也是這一類;
還有一種就是遺物化石,例如我們祖先使用的工具。
簡單來說,化石就是以上這些物質經過復雜且漫長作用后,最終被保留下來。而保留下來的方式有多種,比較常見的就是礦化。
舉個簡單的例子,當一只恐龍死亡后,如果尸體是裸露的,那么很快就會被其他動物或者微生物吃掉。
因此想要保存這具遺體,第一步就是要快速掩埋起來,可以是覆蓋土壤里,也可以是沉入水底淤泥里。
掩埋可以隱藏尸體,同時還能隔絕空氣,減緩腐爛速度。
接下來,就是一場時間賽跑,比的就是腐爛速度快還是礦化速度快。
礦化,其實就是有機物質被周圍環境中礦物質替代的過程。
遺體有機部分溶解,然后空出來的位置,就會被礦物質沉淀替代掉,可以是被鈣磷酸鹽替代,也可以是被二氧化硅,或者是黃鐵礦等多種物質替代。
總之就是礦物質一點一點填充恐龍身體組織內的空隙,最終遺體被石化保留下來。
相比較,海洋生物較容易形成化石。它們死亡后若有幸能沉入海底,然后被淤泥覆蓋,在海水的作用下就能被礦化形成化石。
因此對于石化化石來說,形成快慢主要原因不是時間,而是礦物質的濃度,如果周邊地下水的礦物質濃度高,那么石化速度就快。
就拿坦桑尼亞北部的咸水湖——納特龍湖來說,這個湖堿性極高,因此總能在湖邊發現被鈣化凝固的動物尸體。
最后
所以說,回答“化石形成是否需要上萬年”這個問題,我覺得關鍵還是得看你怎么看待“化石”這個詞。
如果你認為被石化的生物體就是化石,那么條件允許,只要幾天就能形成;
如果你認為化石的定義必須是“古老、保存完好且對科研有益的”,那么形成時間就很漫長了,但是10000年不是石化完成的標準答案。
再回到開頭提到的勞埃德銀行糞化石,它雖然年輕,只有1200年,但它確實非常珍貴。
它是排泄物很柔軟,能保存下來概率比其他化石要小得多,因此很罕見,加之研究糞便可以了解過去維京人的生活,研究價值也是非常高的。
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