好吧,你可能正在思考:化石有什么恶心的地方?它们并不令人作呕。实际上,它们还超级酷炫。但是,请想一想,一只生龙活虎的、流着口水的暴龙是如何从动物王国的统治者变成一大堆岩石般的骨头的?另外,我们也不能忘记那些了不起的发现是科学家们踩着大堆的、已经石化的恐龙粪便找到的。让我们穿越回6600万年前的古代,开始研究讨厌的化石吧!
没有死去的动物或植物,就没有化石。当你在科学博物馆里看见一副高耸的恐龙骨架正俯视着你时,事实上,你看见的并不是骨骼。从根本上说,你眼前的只是代替了骨骼的化石。很惊人,对吧?在数百万年以前,当死去的恐龙开始腐化时,这些化石就开始形成了。
假设你是一只三角恐龙,你正沿着高高的山脊边走边给你最好的朋友发信息,丝毫没有注意到你前面是什么……哦,等等,6600万年前是没有智能手机的。好吧,我们再假设一次。你是一只沿着山脊一路小跑的三角恐龙,边跑边思索着中午要吃哪种蕨类植物,丝毫没有注意到你正前方的悬崖。你继续往前跑,你的一生在你眼前闪过,直到你坠落山底。雪上加霜的是,一场泥石流沿着山脊隆隆而下,将你永远埋在了山下。随着时间的流逝,你身体所有柔软的部分开始发生巨大的变化,例如,你的皮肤、柔软的肉体以及所有那些多汁的内脏器官。
对一些人来说,玩烂泥里的一堆化石的想法听起来相当恶心。我们打赌,你肯定不是其中之一!搜寻化石是非常好玩的,让我们卷起袖子开始挖吧!
●2个矩形容器(例如,深炖锅或鞋盒)
●4–8杯泥土或盆栽土
●模拟化石:鸡骨头、树叶、种子或小件的塑料玩具
●细绳或牙线
●纸张和铅笔
●胶带
●勺子
●标尺
●一把旧牙刷
1.你和你的朋友各持一个矩形容器,这些容器将充当化石的挖掘场所。和你的朋友背对背,然后同时在各自的容器内撒上一些泥土,在泥土中放入一些模拟化石,然后再加入一些泥土将模拟化石埋藏好。重复这个过程,尝试交替分布泥土层和化石层。最后一层只加入泥土,使所有化石都被埋藏在泥土中。
2.和你的朋友互换容器。
3.当古生物学家处理挖掘现场时,他们会将其分割成一个网格。你和你的朋友请各自将两根细绳或牙线用胶带粘在容器的上方,将整个容器划分成四个面积相等的区域。我们将穿过容器较长一边的线称为“水平线”,而将穿过容器较短一边的线称为“垂直线”。我们将相等的四个区域分别称为“东北”“西北”“东南”和“西南”。
4.用你的勺子开始挖掘其中的一个区域,动作要缓慢而细致。一次只挖浅浅的一层。请将挖出的泥土置于另一个容器中。当你完成实验后,你就可以将它们倒入你的花园中,或放回你妈妈最喜爱的盆栽中。
5.终于,你发现了某个东西的踪迹。你可能会兴奋地将它挖出来,但请先在笔记本上绘制六列的表格,分别为“物体”“位置”“X距离”“Y距离”“深度”以及“长度”,并记录下你的发现。
所有的测量值均用厘米表示(这样便于计算)。物体指的是你找到的东西(例如鸡骨头)。位置指的是你发现的东西位于网格的哪个区域(例如西北)。X距离指的是你发现的东西到网格左下角的水平距离(单位:厘米,例如3.6厘米)。Y距离指的是你发现的东西到网格左下角的垂直距离(单位:厘米,例如5厘米)。深度指的是物体与线之间的高度。我们稍后会进一步讨论长度。
6.用你的勺子小心地取出物品,然后用你的牙刷将它清理干净。(古生物学家们拥有大量的软毛刷,能够在不破坏化石的情况下清除灰尘和泥土。)测量你的化石的长度,并将其记录在你的笔记本上。
7.针对其他三个区域,重复4至6的实验步骤。不要放过任何一块“化石”!
你应该能够想象得到,真正的化石挖掘该有多么艰苦!古生物学家们在细化他们的研究发现时是极其认真的。正如你在刚刚的实验中所做的一样,他们首先会在挖掘场所制作出网格,然后会仔细记录下有关他们发现的每块化石的每个细节。对于重组死去很久的生物的骨骼来说,他们收集到的数据非常有用。只有这样,才能让生物化石的头部不至于安放在本该是它臀部的位置。
古生物学家们挖掘得越深,他们研究的时代就越古老。一般来说,更古老的化石埋得更深,而新一些的化石更靠近地表。一块化石与另一块化石的相对距离能够帮助科学家们推算出哪块化石更古老。这就好比,位于垃圾桶中部的香蕉皮的丢弃时间要晚于位于垃圾桶底部的口香糖包装纸,但早于位于垃圾桶上部的脏纸巾。运用相同的逻辑,科学家们通过勘察他们发现的化石的上部和下部的岩石的相对年代,推算出化石的年代。
1.在合适的环境中死去 不是每一具尸体都会成为化石的。事实上,能成为化石的尸体少之又少。通常,饥肠辘辘的动物、昆虫甚至细菌将啃噬掉尸体上所有柔软的部分,而那些坚硬的部分则会被腐蚀或分解,例如,骨骼、牙齿或外壳(如果该动物是海洋生物的话)。为了成为化石,动物们必须死在一个所有凶残的食肉动物都无法抵达的地方,并且这个地方会被迅速地掩埋起来,从而阻止尸体的坚硬部分被分解或腐蚀。如果一个动物掉入了泥坑、沥青坑或河底,那它就踏上了有机会成为化石明星的正确道路。
2.彻底地腐烂 即使该动物深陷泥土中并浑身涂满了软泥,这个可怜的家伙还是会慢慢地腐烂。细菌和真菌会美美地大口啃噬它们,终于,它们的肉体和内脏器官全部消失不见,最终剩下一个骨架。残骸继续下沉,下沉后的环境中的泥土变得更加紧实了。这些泥土由非常细小的岩石构成,岩石中富含各种矿物质和化学物质,它们逐渐渗入到动物骨骼的空隙中。在接下来的数千年里,这些矿物质基本代替了骨骼,硬化成了岩石,并保留了原来的骨骼形态。在其他情况下,骨骼会被不断分解,并在岩石中留下一个空白的空间。通过填补这些空间,科学家们就能够获得曾经“沉睡”在岩石中的骨骼形态了。
3.被发现 地球处于不断的变化中。河水干涸,变成了沙漠;大风呼啸,磨平了山脉;湍急的河流,磨损了岩石。斗转星移,曾经深埋的化石可能离地表更近了。此时,就看我们的运气和勇气了。化石是被人偶然发现的,或四处挖掘出来的,而发现它们的人通常是古生物学家。
化石的形成需要花费数千年的时间。但是,谁能等那么长的时间呢?在本次活动中,我们将以超快的速度重现这些地质的风貌,打造出一块高仿的化石。
1.请一位成年人帮你用面包刀将海绵切成两个薄片。
2.用剪刀将其中一个海绵薄片剪成一条史前鱼、恐龙或其他生物体的样子。
3.在容器中撒入一些沙子,使容器底部不可视。将海绵置于容器中。你的海绵生物刚刚死去,并沉入了多沙的海底。接下来,它将成为一块化石。
4.最终,你的海绵生物会被沙子或其他物质覆盖。请加速覆盖过程,在海绵上倒一层大约0.6厘米厚的沙子,直至海绵完全隐藏在沙子中。
●海绵
●面包刀
●剪刀
●平底容器,能够放下海绵即可
●一两杯沙子
●玻璃杯或茶杯
●1杯热水
●4汤匙的盐
●勺子
5.将一杯温度非常高的水和4汤匙的盐混合起来,用勺子不断搅拌,使盐尽快融化。将混合溶液缓缓倒在沙子上。富含多种矿物质的地下水正慢慢渗入一层层的沉积物中,从而促使海绵生物的遗骸发生变化。将勺子推入沙子和海绵中,挤出气泡,从而为盐水渗入沉积物创造出更多的空间。如果你感觉海绵还未完全浸湿,请再加入一杯盐水混合溶液。
6.将容器置于一个温暖的(最好是阳光充足的)地方,要么放上7天,要么放上7000万年,哪个更方便就选哪个,总之要让沙子有足够的时间变干。如果沙子没有干透,也没有关系。但是,不要让容器中出现明显的水。
7. 一周后,将容器中的海绵挖出来,并轻轻挖出你的高仿化石。高仿化石摸起来可能还有点潮湿。(而一块真正的化石是不会出现这种情况的。)将化石置于沙面上,然后将容器置于一个温暖且阳光充足的地方。一两天后,化石就会彻底干透。恭喜,你拥有了一块松脆的人造化石,为自己自豪吧!
当一个死去的动物沉到海底,一般来说,它会被别的生物吞噬干净或逐渐腐烂。但是,在上述情况发生之前,如果该动物被足够的沉积物覆盖,那么,它就会被掩埋。由于沉积物上方的压力巨大,动物周围的沉积物最终会变成石头。接下来,当海水不断渗入到动物体内时,动物的腐烂速度已经缓慢了很多。海水中所含的矿物质填补了动物尸体腐烂后留下的空间。最终,整具骨架都被矿物质代替,一块化石就这样形成了!
在你挖出海绵化石并使其变干后,你应该发现它已经变得比一周前坚硬得多了。当水分蒸发后,盐分被保留了下来。海绵的洞中形成了小小的盐晶,使海绵更像一块坚硬的石头。在现实中,形成化石的地下水包含了多种不同的矿物质(例如,二氧化硅、碳酸钙和铁矿石)。但是,现实中化石形成的过程和你的海绵化石形成的过程是一样的。
化石足迹学,这真是一个绝佳的名称。这门科学主要探索的是过去生物的生活痕迹——人类和动物遗留下来的,除了实际躯体以外的所有事物。化石足迹学家们致力于寻找各种各样的事物,例如脚印、巢穴、牙痕等。在这些事物中,最酷的要属身体排泄物了!那是什么?就是粪便的化石!发现一根恐龙腿骨当然很棒,但是,发现一条61厘米长、15厘米宽的恐龙粪便岂不是更酷炫?古生物学家们在加拿大西部就曾发现过这样一条恐龙粪便。你将需要很多很多的厕纸才能将它擦干净。
粪便化石的官方学名叫作“粪化石”,它们存在于很多地方。古生物学家们在智利南部的一个洞穴里面就曾发现过一堆9.1米高的恐龙粪化石。这堆圆顶状的粪便有三层楼那么高。你想不想要佩戴一串粪化石首饰?市场上的确有一种叫作“玛瑙粪化石”的宝石,它是由经过多次切割和抛光的粪化石制成的。
如果你认为只有恐龙和乳齿象才会遗留粪化石,那就请你打开脑洞再想想。2014年,科学家们在西班牙发现了5万年前的尼安德特人遗留下来的排泄物。除此之外,科学家们还在得克萨斯州的汉德斯洞穴后面发现了另一个粪化石的遗址。在那里,大约有1000多块远古人类的粪便,这些粪化石的“年龄”大约为8000岁。很明显,那儿曾经是史前人类的一个茅厕。对于科学探索和研究来说,这些粪化石是相当有趣的。通过研究粪化石中所含的物质,科学家们能够推算出,在很久以前,恐龙、鹿以及我们亲爱的祖先们是以哪些食物为正餐的。
这只鸵鸟只是在制造一块未来
说完粪便就结束了吗?那小便呢?毕竟,恐龙和其他已灭绝物种也需要小便,难道不是吗?一些聪明绝顶的古生物学家已经发现了尿石——从根本上说,就是现已灭绝的尿量巨大的大型生物在土壤中挖的洞。某个古生物学家甚至根据他的多个发现计算出了恐龙膀胱的大概尺寸,以及撒到地表的尿量和撒尿的高度。请相信我,当这个家伙撒尿时,你绝不会想要站在它的身下。
许多科学家都认为鸟类是恐龙的后裔。鸟类的骨骼结构和某些恐龙的骨骼结构是相似的,它们的蛋也是如此。但是,鸵鸟(它看起来确实有一点儿像史前动物)和恐龙的相似点则不同——它们的相似点在于排泄物都呈喷射状。古生物学家发现的干涸石化的恐龙小便池和现代鸵鸟的排泄物是非常相似的。唯一的不同点在哪里?排泄时间相差几百万年而已!
想要从事一份有趣的工作吗?那就成为一名化石猎人吧!你甚至不需要长大成人就可以从事这份工作了。当英格兰的玛丽·安宁只有十几岁时,她就发现了鱼龙化石。这个女孩出生于1799年,她拥有敏锐的洞察力和极强的好奇心。她经常在家附近的悬崖上探险,于是发现了各种各样的侏罗纪时期的化石。长大后,她成为有史以来最著名的化石猎人之一。而在2008年时,年仅5岁的艾米莉亚·福伯特也发现了一只巨大的犀牛椎骨化石。据测,这只犀牛生活在5万年前的地球。
假如你在进行一次时空之旅,回到6600万年前安祖生活的年代
如果你仔细搜寻,谁知道你会发现什么。世界上依然有各种各样的数百万年前的化石等待被发现。有时,它们揭示了无人知晓的某种恐龙的存在——例如,安祖。研究员将这种最新发现的恐龙称为“来自地狱的鸡”。想象一下:一个浑身长满了羽毛、高约2.4米、还长着锋利爪子和喙的生物。我敢打赌,安祖下的蛋能够制作出超级大的煎蛋卷!科学家们在达科他州发现了安祖的化石。虽然达科他州是地球上发现最多恐龙化石的地区之一,但是在这之前这种大鸟的化石是从未被发现过的。“这种体型巨大,长相奇特且独一无二的动物的化石巧妙地隐藏在了我们重点探究过的几组岩石中,这说明那里还有更多的安祖化石等待着被发现”,来自匹兹堡卡内基自然历史博物馆的马修·拉曼纳这样说道。
恐龙已经被埋葬了几千万年。然而,为我们所熟知的恐龙化石都是大约150年前才被发现的。这是因为什么呢?横贯北美大陆的铁路完工了,连通了美国大西洋海岸和太平洋海岸,使去往美国西部的交通更便利了。事实证明,堆积着大量巨石的犹他州、科罗拉多州和蒙大拿州是发现恐龙化石的绝佳场所。蛮荒的美国西部是地球上已知最大的恐龙墓地。
在美国内战结束后的数年间,古生物学家爱德华·柯普和奥塞内尔·马什在整个美国西部不知疲倦地挖掘出大量的恐龙化石。他们一边挖掘化石,一边试图结束对方的生命。柯普和马什都想成为恐龙化石的发现之王——在发现新品种的数量上超过对方。简单来说,他们从最初的朋友变成了互相憎恨的敌人。他们对科学的态度变得草率,为了更快地发现化石,他们甚至在挖掘现场使用炸药。如果赢得恐龙化石大战意味着偷窃、欺骗和毁坏,那一切又有什么意义呢?在重组一只海底恐龙时,柯普错误地将头骨粘在了尾骨的末端(哎呀!),马什开心得手舞足蹈,并不遗余力地确保每个人都知道柯普犯下的这个错误。
乳齿象是一种大型生物,看起来就像是包裹着廉价长毛绒地毯的大象。4万年前的某一天,阳光明媚,空气中弥漫着浪漫的气息。一头乳齿象思慕着另一头刚搬来附近的乳齿象。这头新来的乳齿象很有魅力,但可惜的是,它忘记看脚下的路了,突然就陷入了黏糊糊冒着泡、滚烫的拉布雷亚沥青坑中了。事实上,有超过30万只动物都曾陷入过拉布雷亚沥青坑。这个沥青坑现在位于加利福尼亚州的洛杉矶市中心。(顺便提一下,拉布雷亚在西班牙语中的意思是“焦油”。所以,说拉布雷亚沥青坑就像是在说焦油沥青坑。)
拉布雷亚沥青坑位于一个小型石油地下湖之上。石油沿着地表的裂缝不断往上冒,当石油到达最上部,就形成了液态沥青坑。数万年来,不计其数的树叶和植物被吹到这个黏糊糊的沥青坑中,所以,整个沥青坑看起来就像是干燥的陆地。各种可怜的动物就这样一不小心踏入了沥青坑中。乳齿象、地懒、骆驼、惧狼以及凶猛的剑齿虎也许自认为是无所不能的。但是,当它们的脚陷进沥青坑中,即使是拥有锋利的牙齿也无济于事。对于所有这些生物来说,拉布雷亚沥青坑就是它们生命的尽头!我们如今能够在拉布雷亚博物馆中看见的各种化石全是在沥青坑中发现的。
在电影明星的世界里,这头仿
当一切尘埃落定,他们最终都落得身无分文且一事无成。不过,他们都发现过什么呢?第一只雷龙、剑龙、异龙、三角恐龙以及各种各样的史前野兽!他们发现了一百多个新的恐龙品种!但是,为了不让化石落到对方的手中,他们宁愿将化石故意打碎。柯普和马什两个人都才华横溢,在他们把聪明才智用在尽一切努力击败对方的同时,他们失去了大量极富价值的化石。所以,请告诉自己——永远都必须尊重科学,同时与你的同事合作,否则的话,你很可能会成为一个科学笑话。
古生物学家们仍然在不断挖掘着各种各样了不起的生物化石。最近,他们在同一个地方找到了三只几乎保存完好的三角恐龙化石。由于三角恐龙分布在一起的情况很少见,因此科学家们对该发现惊讶不已。你认为这三只恐龙曾经究竟发生了什么?独居生物为什么会突然聚集到了一起?它们是组成了一支摇滚乐队吗?还是组了一支三只恐龙的雪橇队?发现消失已久的生物遗骸是相当有成就感的一件事,但是弄明白它们是如何生活和灭绝的,对古生物学家们来说是一个巨大的飞跃。关于这三只三角恐龙,古生物学家们认为它们是不幸的受害者。它们很可能遭遇了一群饥肠辘辘的暴龙的捕食,暴龙们将这几只受害者围堵在一起,然后享用了一顿丰盛的野餐。所以说,其实每块化石在都讲述着一个故事。
想要成为一位古生物学家吗?请先学会有耐心!
古生物学家们一直在思索为什么所有的恐龙最后都从地球上消失了。他们中的大部分人认为,恐龙的灭绝极有可能是因为一颗来自外太空的陨石撞击了地球。就在墨西哥沿海地区,有一个约180千米的巨大陨石坑,据估计,这个陨石坑大约是在6600万年前形成的,这正好和恐龙突然灭绝的时间相吻合。这次的撞击大大提升了地球的整体气温,使地球变成了一个巨大的烹饪恐龙的烤箱。另外,这次的撞击可能还向大气中喷射了大量遮天蔽日的尘土。没有阳光,植物相继死去;植物不够吃,于是,食草性动物相继死去;没有食草性动物,食肉性动物也就难逃厄运。最终的结果是,所有生物都没有食物,包括恐龙。还有一些科学家则认为,全球范围内喷射火山灰的火山才是恐龙灭绝的罪魁祸首。
关于化石,还有很多有趣的知识。但是,我们还有更多其他有趣的主题。一些非常有趣的东西正潜伏在所有这些发现化石的泥土中!请继续往下读!