作者:洪蔚 来源:科学时报 发布时间:2011-1-13 9:03:18
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山东莱阳:我国科学家最早发现恐龙化石的地方

 
莱阳金刚口发育的平原恐龙峡谷。在2~3平方公里的范围内,集中分布十多条切割较深的富含恐龙和恐龙蛋化石的峡谷群。
 
新年伊始,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所“科研科普基地”即将正式在山东莱阳市挂牌。
 
说起莱阳,人们最熟悉的就是它与烟台苹果齐名的莱阳梨。每年4月,莱阳梨树花开的时候,置身梨树花丛,有如置身仙境。
 
然而,莱阳拥有另一份更宝贵、更神秘的资源,却少有人知,这就是——恐龙。
 
这种地球史上的传奇生命曾经遍布莱阳大地,如今它们的骨骼又正在莱阳的地下奇迹般地“闪耀着”。
 
尽管近些年来,莱阳在化石上的“声望”在国内外远比不了澄江、辽西等后起之秀。然而,它却是我国科学家最早发现恐龙化石的地方。
 
2010年莱阳梨树开花的时候,中科院古脊椎所研究员、国家杰出青年基金获得者汪筱林博士带领的一支科考队开始在这里安营扎寨,在野外进行了两个半月的集中发掘。
 
到了“科研科普基地”即将挂牌的时候,从4月开始的多次考察已取得丰硕成果。这个城市地质和生命演化史上的“奇迹”一点点被挖掘出来。
 
恐龙研究的起点与巅峰
 
莱阳是我国最重要的恐龙与恐龙蛋化石产地之一,也是我国地质古生物学家最早发现恐龙、恐龙蛋、翼龙和昆虫化石的地区,在我国乃至世界恐龙等古生物研究史上具有举足轻重的地位。
 
早在1923年,我国第一代地质学家谭锡畴在山东莱阳将军顶一带和青山采集到恐龙骨骼化石,在北泊子、南务等地采集到鱼类、昆虫、植物等化石。这也是我国科学家最早发现的恐龙化石。1923年,著名地质古生物学家周赞衡和葛利普分别对植物、昆虫和鱼类进行了研究。莱阳昆虫化石的研究揭开了我国古昆虫学研究的序幕。1929年,瑞典古生物学家维曼对谭锡畴采集的恐龙化石进行研究,命名了鸭嘴龙类的中国谭氏龙。这一阶段发现和采集的化石有的目前保存在国外,有的已经遗失。
 
1950年,山东大学地质矿物系学生在莱阳实习时,在将军顶和赵疃一带发现恐龙蛋和恐龙化石。1951年,刚刚从美国学成回国任山东大学副教授的周明镇参加了莱阳野外考察,并初步研究了在莱阳发现的这批化石材料。这也是我国学者第一次报道在我国境内发现恐龙蛋化石。1951年6~9月,古脊椎所科研人员杨钟健、刘东生和王存义等组成考察队在莱阳地区野外考察,并在金刚口进行发掘,采集了一批恐龙和恐龙蛋化石,并在此后几年中对这一地区进行了大量野外考察和发掘。1958年,杨钟健发表了著名的《山东莱阳恐龙化石》,全面系统地报道了莱阳发现的恐龙和其他脊椎动物化石。这是新中国成立以来第一部关于恐龙的重要著作,其中详细研究的棘鼻青岛龙也是第一具完整的恐龙化石骨架。在这一经典著作中,杨钟健记述了莱阳发现的鸭嘴龙类的棘鼻青岛龙、金刚口谭氏龙,肉食龙类的似甘氏四川龙、破碎金刚口龙,角龙类的中国鹦鹉嘴龙,以及其他可能属于剑龙类、肉食龙类和蜥脚类等的恐龙骨骼化石,同时还首次报道了属于翼龙类的骨骼化石,这也是我国翼龙化石的最早发现。
 
到目前为止,恐龙与恐龙蛋在我国各地多有发现。然而,使莱阳独一无二的是,这里是我国唯一一个既有大量恐龙又有大量恐龙蛋的集中分布地区。
 
从上世纪50年代到80年代,莱阳古生物化石挖掘和研究一度达到巅峰。1984年,中国古脊椎动物学会在莱阳宣告成立,代表我国古脊椎动物学研究进入一个新纪元。来自全国的153名学者,代表27个省市自治区的73个单位的古脊椎动物学工作者进行了广泛的学术交流,对莱阳半个多世纪以来的研究工作进行了全面总结。在这次会上,古脊椎所周明镇院士当选第一任理事长,时任古脊椎所所长的张弥曼等当选副理事长。
 
然而令人遗憾的是,在这次大会之后,这个地点似乎被人们遗忘了。
 
其原因,一方面是由于当时我国古生物研究力量有限,另一方面,随着上世纪90年代以来辽西热河生物群等我国重要化石地点的发现和研究持续升温,有限的研究资源大量向辽西等地区倾斜,使得莱阳一度受到“冷落”。
 
半个多世纪后重返莱阳
 
2008年5月,汪筱林带领科考队对莱阳恐龙蛋、恐龙化石和白垩纪地层进行了考察。当时,汪筱林正在主持一项有关浙江天台盆地恐龙蛋研究的国家自然科学基金项目,为了对比研究,他们来到莱阳。
 
这一考察活动很快引起了莱阳市政府的关注。同年12月,莱阳市副市长邹常厚一行前往古脊椎所商谈莱阳恐龙化石的合作事宜。
 
在汪筱林多年的野外考察生涯中,他深知与地方政府建立良好的合作关系对科学考察的顺利进行起着重要作用。同时,2008年的考察更使他坚信:尽管在半个多世纪的时间里,这里曾会聚了中外大批知名的古生物学家、地质学家,而莱阳的宝藏却远未被人们充分认识。
 
而从莱阳市的未来发展上看,发掘化石资源,为这个城市未来的定位与方向指出了新的道路。
 
莱阳地处胶东半岛核心,位于青岛—烟台旅游文化圈的中心地带,距离最近的海滨度假胜地仅几十公里。然而多年来,苦于没有旅游资源,大批游客与之擦肩而过。
 
于是,一个发掘恐龙化石,建立研究、保护与展示基地的合作计划,使科学研究与地方发展不谋而合。
 
2009年8月,双方在烟台三校两院高新技术发布会上签署了合作框架协议;2010年3月,在莱阳市和中科院北京分院第二次合作会议上,双方就今年和今后的恐龙发掘和保护研究等签署了具体协议。
 
按照双方的合作计划,莱阳将在未来几年建设一个国家恐龙地质公园。
 
这个白垩纪恐龙公园与目前大多数恐龙博物馆不同,它将展示恐龙化石的原生态。除了少数极为珍贵的化石外,发掘出的恐龙化石基本留在原地,保留它们的原始面貌。
 
白垩纪恐龙公园将借鉴兵马俑的保护和展示经验,呈现出类似兵马俑的格局。参观者从不同化石遗址的坑道边走过,在更为真实自然的环境中饱览七八千万年前的古生物与地质奇观。
 
记者在2号发掘现场已经感受到这样一个真实、自然环境的缩影。在这里,不仅可以看到原生态化石在半出土状态中呈现的面貌,同时,从坑道一侧保留完整的红色夹灰色的地层剖面上,可以看出七八千万年前,地质沉积与气候变化留下的明显痕迹。
 
在一个断面上,记者看到了一根并不起眼却让人颇感惊讶的恐龙骨骼。那是一根直径20多厘米的骨骼化石,只露出很少一部分。从横断面看,骨骼的内部呈现出洁白、闪亮的色泽。
 
据汪筱林介绍,这是在古生物化石上常见的现象,白色的部分是方解石晶体。他说,在化石发掘中,常会看到方解石、水晶等矿物晶体在中空的动物骨骼和树木化石中生长的现象。
 
在这根骨骼之上20~30厘米的岩层中,一些细小的化石骨骼分散露出表面。汪筱林说,它们分属几个不同的个体。记者问了一个很外行的问题:“你如何判断出它们与‘方解石’骨骼不属于一个个体呢?”
 
汪筱林说:“这很简单,你看着它们离得近,甚至几乎要叠在一起,其实,这二三十厘米的地层厚度,可能代表了几万年的地质年代。”
 
这种“原生”感受与在博物馆中参观有着极大差别。这样的白垩纪恐龙地质公园在国内并不多见。
 
不可估量的科研前景
 
从科研价值上看,莱阳的白垩系地层发育完整,包括3个大的地层单位。
 
其中,距今约1.3亿~1.2亿年的早白垩世的莱阳群,相当于辽西热河群,主要以湖泊沉积为主,赋存现如今举世瞩目的“热河生物群”,在莱阳地区分布广泛、沉积厚度大。从理论上讲,在辽西发现的重要脊椎动物化石在莱阳都有可能被发现。而热河生物群的典型代表,如狼鳍鱼和中华弓鳍鱼等,最早也是在莱阳发现的。
 
距今约1.1亿~1亿年左右的早白垩世的青山群,是一套颇为奇特的沉积地层,以火山岩夹红色河湖相沉积为主。在这套地层中已经发现鹦鹉嘴龙、蜥脚类恐龙、北山龟和翼龙类,是我国最早发现翼龙化石的层位。而鹦鹉嘴龙等脊椎动物化石是热河生物群的代表化石,但这套地层很难在辽西等热河生物群的分布区找到可对应的相当层位,需要进一步研究。
 
在距今约8000万~7000万年的晚白垩世的王氏群,则以发现大量的恐龙和恐龙蛋化石著称。目前已经研究命名的就包括长形蛋类、圆形蛋类、椭圆形蛋类和网形蛋类计4个蛋科、5个蛋属、11个蛋种。而此前发现记述的恐龙化石则有5大类、8属、11种。该地区是我国唯一一个共生富集恐龙和恐龙蛋化石的地区,对于了解恐龙的生殖生态行为,恐龙与恐龙蛋的对应关系尤为重要。
 
相隔半个多世纪,2010年开始的中科院—莱阳联合恐龙科考队的发掘,是继老一辈古生物学家上世纪50年代莱阳恐龙发掘后的第一次。
 
半年多来,考察队详细考察了莱阳市郊以白垩世王氏群为代表的陆相红层和化石,进一步证实了辛格庄—文笔峰区域(辛格庄组)、将军顶区域(将军顶组)和金刚口区域(金刚口组)分别为主要恐龙和恐龙蛋化石富集区和富集层位,发现了数十层恐龙与恐龙蛋化石层。这些地区可以作为未来白垩世国家恐龙地质公园的核心保护区。
 
在1号点和2号点,考察人员发现大量恐龙(鸭嘴龙类和兽脚类等)与不同类型恐龙蛋(长形蛋和椭圆形蛋等)同层共生赋存。
 
1号地点,古生物学家推测就是他们一直在寻找的杨钟健当年发掘过的地点。经过发掘,这一推测已经得到证实。考察队员目前已发现近30件恐龙骨骼和一枚完整的个体相对较小的蛋化石,这一蛋化石与层面近垂直保存,蛋壳外表没有明显的纹饰,是否为恐龙蛋化石,还需要依据蛋壳显微结构进一步研究确认。恐龙和蛋化石同时在一个遗址被发现,在世界上颇为罕见。
 
而在新发现的2号地点上,考察人员收获颇为丰盛。在约60米的剖面上发现了至少5个化石富集层。目前正抢救性发掘其中的两个连续化石层,已在两个层位上发现数十件比较大型的恐龙骨骼,以鸭嘴龙类为主,同时也发现采集了数百件恐龙化石和龟类等的碎片,并发现多枚孤立的食肉性恐龙牙齿,进一步确认了大型恐龙化石目的层和恐龙化石的埋藏规律和富集规律。
 
此外,在两个发掘地点,尤其在2号地点,发现大量破碎的蛋壳,代表多种不同类型的蛋化石。在周边相邻的沉积地层中,还发现十余层恐龙蛋和多窝长形蛋和圆形蛋化石。
 
莱阳化石地点和剖面集中在城郊四周,自然景色神奇优美。在吕格庄镇金刚口村2~3平方公里范围内有十多条切割很深的平原峡谷,至少包含十多层恐龙和十多层恐龙蛋化石层位,组成罕见的集中分布的恐龙峡谷奇观。
 
这里不但恐龙化石丰富、种类繁多,而且峡谷水系湖泊发育,由平原峡谷、河湖相红色地层、地堑式断层、大型斜层理、风蚀地貌,恐龙与恐龙蛋化石以及虫孔与虫迹等遗迹化石,组成了极其丰富的地质遗迹群。
 
文化:院地合作新思路
 
莱阳的恐龙发掘是一项院地合作项目,得到莱阳市政府的全力支持,同时也得到国家自然科学基金和中科院发掘专项经费等的资助。
 
目前,院地合作是中国科学院扶助地方科技与经济发展的一项重要措施。此前这种合作更多集中在应用技术领域。
 
现在,中科院仅在莱阳就有3项院地合作项目,另外两项是微生物所和植物所与莱阳最出名的两项经济产业的合作。
 
中科院—莱阳联合恐龙考察是目前颇为罕见的基础科学与地方的合作。
 
对这个项目,地方政府寄予了极大的期望与热情。莱阳市委书记杨国强、市长孙德奎等领导多次来到发掘现场并参与发掘,还与队员们一起穿越峡谷进行考察。他们表示,莱阳将竭力原地保护恐龙化石遗址,申请建立白垩纪国家恐龙地质公园,学习兵马俑的保护和利用方法,来保护莱阳的恐龙化石,逐步发掘、研究和利用这些珍贵的自然遗产。
 
同时,合作双方还邀请国内外著名专家学者召开了以化石保护和科普教育为主题的两次现场会议,为更好地带动地方经济和提高全民科学文化素质服务。
 
从地方政府对项目的热烈关注与支持中,记者看到了基础科学对地方发展也同样可以有意义深远的影响与推动力。
 
而基础科学也是中科院作为科研“国家队”积累最为丰厚、最具优势的科研地带。如果这个项目能给更多的基础研究项目,给各地地方政府提供一点合作启迪和思路的话,那么它的意义将比国家恐龙地质公园更为深远。
 
《科学时报》 (2011-1-13 A1 要闻)
 
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