化石究竟怎麼找？一位古生物學家的野外考察故事

作者：鄧濤（中國科學院古脊椎動物與古人類研究所）

監製：中國科學院計算機網路信息中心 中國科普博覽

說到古生物學家，大家腦海中的印象可能就是幾個人天天戴著放大鏡，抱著幾千年前看似沒有生命的化石看個不停；或者是常年野外考察，風餐露宿，自己都不知道翻了多少座山，走過多少條路；高科技的發展似乎和我們無關，我們只關心遠古生物發出的聲音……

當然，這只是人們固有的刻板印象。

接下來，我想用在西藏札達考察的親身經歷為大家講述真實的野外考察故事。

札達之緣——追隨上個世紀線索的指引

首先，為什麼選擇西藏札達？

這個人口只有600人的小縣城，歷史上既擁有西藏阿里地區最重要的藏傳佛教的寺院托林寺，又是古格王朝的遺址。更為重要的是，它是中國出產的脊椎動物化石第一個被研究的地點。

札達風光

關於札達，我想跟大家分享一個有趣的故事。

1839年，有一個英國博物學家在印度工作，他得到了從札達發現的化石，但這個化石並不是他親自採集的。

他在印度加爾各答遇見了幾個從西藏到印度去做生意的藏族商人，他們身上帶的護身符，有幾塊竟然是化石。當地人可能覺得這些東西明明是動物的形狀，現在卻變成了石頭，頗感神奇，於是就佩戴在身上。

博物學家後來發現，原來這是遠古動物的化石。

之後，這位博物學家寫了一篇文章來報道這件事，這就成了要去西藏札達進行野外考察的一個重要的線索。

當然，札達只是一個特殊位置，考察隊的工作不僅僅限制在札達，因為除了採集哺乳動物化石以外，還需要採集其他化石，比如植物化石和魚類化石等。

在札達的考察完成後，考察隊繼續向西直到班公湖，那裡有非常典型的高原魚類。古生物學家需要採集很多的標本，來了解現代魚類和過去魚類的相似之處和不同之處。

在考察結束，回程時，團隊還會去其他一些認為有可能找到化石線索的地方。如果當時沒有時間考察，也要先去確認下一次也許要去的地點，在古生物學家的圈子裡，這個稱為踏勘。

「八仙過海 各顯神通」——專業齊全的考察隊伍

工欲善其事，必先利其器。

一次成功的野外考察絕對離不開一個優秀的團隊。我們的野外考察隊不只做古生物研究。

實際上，古生物研究這個學科要比我們想像的大得多，包括哺乳動物化石研究、魚類研究和植物研究等等，即使在哺乳動物化石裡面，也有許多細分的門類。

以我的研究方向大型哺乳動物為例，這裡面也有不同的類型：比如陸地上龐大的動物——大象，考察隊裡面就有人專門研究象的化石，除此之外還有劍齒虎等貓科動物，我的同行也有專門研究食肉動物的。

同時，考察隊里還有地質學家、古氣候學家和古植物學家等等，可謂八仙過海，各顯神通。

我們考察隊不僅在專業上有所分工，還是一個全球性、科學學術的團體。

比如，考察隊裡面還有好幾位美國的同行，他們來自洛杉磯自然歷史博物館、佛羅里達州立大學、德州大學以及紐約的美國自然歷史博物館等。

另外，由於需要在野外發掘，自然少不了非常強大的技術支撐隊伍。隊伍中每個人都有非常高超的技巧，可以把野外相當破碎的化石，很完美地採集回來，送到實驗室進行修復。

除了這些專業人士，團隊里還會有很多支持野外工作的當地藏族同胞，比如司機，他們駕駛技術十分了得，能夠保證考察隊的安全和野外順利工作。

萬事俱備，只欠東風——化石究竟怎麼找？

在這麼強大的團隊支撐下，想在札達這麼大的地方，尋找到有化石的地點，怎麼去找呢？

一個科學完備的考察計劃至關重要。

要找某種化石，首先要進行非常詳細的分析，發現當時適合它生活的環境。

比如，要研究鯊魚的化石，就一定要在有海洋沉積的地點尋找；要找陸地上的哺乳動物，那一定要在有陸地上的湖泊或者河流的沉積的地方。

科學家首先要在地質圖上詳細地去研判哪些地方有這樣的地層分布，這是成功的第一步。

地點確定後，就可以找到化石了嗎？

這是不一定的。雖然有時候分析得很好，但化石並不會一動不動地暴露在那個地方，科學家到達這個地方後，就可以直接把它取走。

大多數化石往往埋藏在地層裡面，只在地表露出一些蛛絲馬跡。由於自然的風化，這些碎片暴露在地表。

因此，確定地點後，我們就需要進行一項細緻的工作——仔細搜索地面或者岩面。可能一開始只找到一點小小的線索，但最終也可能會有令人吃驚的收穫。

我可以用考察隊在札達挖掘到完整犀牛頭骨的例子來講一下。

一開始，我們在札達的觀景台附近的地上發現了有反光的東西，經檢查是犀牛牙齒的很小一部分釉質，細緻地把圍岩（周圍的岩石）撥開，查看牙齒的保存狀況，然後進行詳細的技術處理。

出乎意料的是，我們逐漸發現這個牙齒竟然在地層里保存十分完整，一列牙齒很牢固地保存在它的頭骨上面。

所以我們團隊馬上就開始進行大規模發掘，隨著面積的不斷擴大，最後發現這是一個完整的犀牛頭骨。

這個結果可以說是十分令人吃驚，當然，也讓我們十分開心。

找到化石，怎麼取出來？

這個時候石膏繃帶可是立了功勞！

別小瞧這一卷石膏繃帶

找到完整的犀牛頭骨，並不意味著考察的成功。如何把它取出來，也是個難題。

由於這些骨骼都已經開裂，甚至有很多折斷的地方，如果要從地層里取出來，就需要很多專業的處理工作。

首先要用化學試劑來加固化石，不能讓它暴露在空氣中繼續被風化侵蝕；然後，不能很簡單地把化石用手拿起來，需要像人骨折去醫院打石膏繃帶一樣，用石膏繃帶把化石包裹起來，嚴嚴實實像一個木乃伊一樣，再運到野外考察車上。

所以每次考察前，一項重要的工作就是準備石膏繃帶。

如何識破古生物的「廬山真面目」？

最後，科學家是如何根據化石，推測出某種古生物的真面目的呢？

披毛犀化石（左）和復原圖（右）

與研究現生生物不同，化石一般只保留了生物的硬體部分，特徵並不完全。

當標本運回實驗室後，首先要進行完全客觀的修復工作，不能人為補充丟失的部分。

然後，古生物學家將根據殘缺的特徵，運用功能形態分析、現代近緣生物類比、伴生生物組成等來判斷化石的系統分類位置和自然生態環境。

只有在極端特殊的情況下，古生物的硬體和軟體可以比較完整地保存而無顯著的變化。

舉一個例子，冰河世紀有一種叫做披毛犀的動物，身披長毛可以禦寒，可是如今它只是一塊石頭，怎麼知道它以前是身披長毛的呢？

這就要講到冰河世紀動物的特別之處：西伯利亞等地區的永久冰凍的地層里會存有已滅絕動物的完整遺體，包括毛髮，披著長毛的披毛犀遺體就能在這種永久凍土裡找到。

因此，除了化石，科學家往往需要嚴密的證據支持和推理，才能得知古生物的本來面貌。

如果你根據以上方法找到了化石，記得要把它上交給國家~

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