前段时间,科普了一块特殊的化石,史上最大最贵的人类粪化石——劳埃德银行粪化石(Lloyds Bank Coprolite)。
一个便便,长20厘米,宽5厘米,出自一位距今约1200年的维京人。
这块粪化石在1991年时,评估价值就达39000美元,科学家更是珍视它,将其誉为“皇冠上的宝石”。
文章发布后,大家一方面被粪便的巨型尺寸惊掉下巴,另一方面则质疑粪化石的真实性,其中一个理由则是:
“化石的形成至少需要上万年的时间,而且条件很苛刻,它才一千多年,是不可能形成化石的!”
我发现,很多人对化石存在巨大的误解,把化石和悠久历史挂钩了,其实化石的形成不在于时间,它在于条件,如果条件合适,几天,几个月都可以形成化石。
另外,那些动不动几十万年,几千万年的化石,它们最初变成化石的时间也是短暂的,只是因为变成了化石,保存了很长时间而已。
可以先看看下面这2个例子:
上面这个是青蛙脑化石,它只花了540天形成。
2017年3月24日,西班牙马德里自治大学生态学系的研究人员发表了一篇论文,表示研究非洲侏儒蛙尸体在“微生物垫”中腐烂过程时,发现青蛙的尸体迅速埋葬后,能长时间保存青蛙的软组织。
到540天,也就是差不多一年半的时间,发现青蛙的大脑和皮肤部分被矿化。
这意味着,在如此短暂的时间,大脑这种很难变成化石的软组织就形成了化石遗迹。
上面这个是人工制造的一块化石,它蜥蜴四肢和鸟类羽毛的混合物,科学家只用了24小时就创造了它。
2018年7月,菲尔德博物馆研究人员在实验室里烘烤出了这个化石。
他们将样本塞入硬币大小的粘土板中,然后,将这些粘土板放入实验室烤箱中烘烤,温度超过 410 华氏度(210摄氏度),压力为 3500 psi。
烘烤了大约24小时再取出,结果就烤出了化石:它不含蛋白质,也没有脂肪组织,上面有深色的皮肤和鳞片,骨头也变成褐色的了。
由此可见,外部因素可以加速化石的形成。
那什么情况下,更容易形成化石呢?
首先要明确一点,化石主要分为三种:
一种是遗体化石,我们常见的骨骼化石就属于这种;
一种是遗迹化石,例如之前英国发现恐龙足迹化石,粪化石也是这一类;
还有一种就是遗物化石,例如我们祖先使用的工具。
简单来说,化石就是以上这些物质经过复杂且漫长作用后,最终被保留下来。而保留下来的方式有多种,比较常见的就是矿化。
举个简单的例子,当一只恐龙死亡后,如果尸体是裸露的,那么很快就会被其他动物或者微生物吃掉。
因此想要保存这具遗体,第一步就是要快速掩埋起来,可以是覆盖土壤里,也可以是沉入水底淤泥里。
掩埋可以隐藏尸体,同时还能隔绝空气,减缓腐烂速度。
接下来,就是一场时间赛跑,比的就是腐烂速度快还是矿化速度快。
矿化,其实就是有机物质被周围环境中矿物质替代的过程。
遗体有机部分溶解,然后空出来的位置,就会被矿物质沉淀替代掉,可以是被钙磷酸盐替代,也可以是被二氧化硅,或者是黄铁矿等多种物质替代。
总之就是矿物质一点一点填充生物遗体组织内的空隙,最终遗体被石化保留下来。
相比较,海洋生物较容易形成化石。它们死亡后若“有幸”能沉入海底,然后被淤泥覆盖,在海水的作用下就能被矿化形成化石。
因此对于石化化石来说,形成快慢主要原因不是时间,而是矿物质的浓度,如果周边地下水的矿物质浓度高,那么石化速度就快。
就拿坦桑尼亚北部的咸水湖——纳特龙湖来说,这个湖碱性极高,因此总能在湖边发现被钙化凝固的动物尸体。
最后
所以说,回答“化石形成是否需要上万年”这个问题,我觉得关键还是得看你怎么看待“化石”这个词。
如果你认为被石化的生物体就是化石,那么条件允许,只要几天就能形成;
如果你认为化石的定义必须是“古老、保存完好且对科研有益的”,那么形成时间就很漫长了,但是10000年不是石化完成的标准答案。
再回到开头提到的劳埃德银行粪化石,它虽然年轻,只有1200年,但它确实非常珍贵。
它是排泄物很柔软,能保存下来概率比其他化石要小得多,因此很罕见,加之研究粪便可以了解过去维京人的生活,研究价值也是非常高的。
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