地球远古的那些动物经历了什么才能形成化石?

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查看143 | 回复0 | 2019-5-31 19:14:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
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它们是不同寻常的石头,是研究地球历史、生物发展史的重要见证。
远古生物死亡以后,被迅速掩埋在地下,皮肉很快腐烂消失,而骨、角、齿等硬体部分则在经历一番“石化作用”后,变成了石头模样。同时,这些硬体的原来成分也被后来的矿物质所替换。这样的古代生物遗骸被称为" 化石"。
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远古生物能保存下来变成化石并被人发现的机会,可谓九牛一毛。有人估计,一万个生物死亡以后,大概只有一个能保存为化石。因此,每一块化石都有自己不平凡的历史。那么,形成化石需具备哪些条件呢?
聚居生活集体死亡
形成化石的首要条件是生物的大量死亡,而大量生物死亡的前提是大量生物聚居在一起。以珊瑚虫为例,它们集群生活,对于生活环境条件,比如海水的含盐度、水温和深度等,有大体一致的要求,如果这些基本生活条件发生改变,就有可能导致珊瑚虫的集体死亡。因此,对于珊瑚虫来说,形成化石的可能性就大一些。
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再以哺乳动物为例。当它们生活的环境发生变化并令它们感到不适应时,它们可以凭借善走的四肢逃离有死亡威胁的地方而去寻找适宜于生活的新处所;即使在逃亡途中大批死亡,但其数量与珊瑚虫相比仍然要少得多,一般不大会出现集体死亡。因此,对于哺乳动物来说,形成化石的机会相对少得多。
由此可见,海洋中的一些无脊椎动物、藻类,特别是那些群体固着生活或底栖生活的生物,它们形成化石的机会较之陆上散居生活的动物要多。在森林茂密地区,一旦自然环境出现剧变,植物大批死亡,成为化石的机会也极多。所以,在海洋环境里形成的地层中寻找化石比较容易,在含煤地层中寻找植物化石也不难。
迅速掩埋及时保存
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形成化石的第二个条件是生物在死亡以后必须迅速掩埋,否则它们的遗体就会遭到其他动物的噬食,或者氧化、腐烂。即使是坚硬的贝壳、骨骼之类,年长月久,遭受风化腐蚀,也会变成粉末,随风飞扬或随水漂流而消失。
那么,在自然界,怎样才能做到迅速掩埋呢?这和地壳运动、生物死亡地点的地势、水文等条件有一定的关系。比如,珊瑚虫集体死亡后,如果地面下降,珊瑚礁体就会没于海底,并被新的沉积物不断覆盖。又比如,游动生物死后,沉落水底,周围源源而来的泥沙将其埋盖。水生动物形成化石的理想处所是,临近地区是地壳上升区,剥蚀作用强烈,有足够的沉积物供应,或者有较大的河流带来大量沉积物。
陆生动物的理想埋葬地是湖泊、沼泽、河漫滩、洞穴等,这些地方往往是陆生动物的聚居地。动物觅食饮水来到淤泥或流沙地带,失足沉陷,新的沉积物不断掩来,动物尸体被迅速掩埋。距今1 亿多年或6500 万年前,我国的山东东部、四川盆地、云南东北部等地区是持续沉降的大盆地,其中有好些湖泊,气候炎热,水草繁茂,成为草食性恐龙喜欢聚居的地方。后来,地壳发生变动,自然条件改变,恐龙覆灭。恐龙的遗体被掩埋在水底,又被盆地周围的沉积物不断覆盖。所以,这些地区是我国出产恐龙化石最丰富的地区。
硬体的优越性
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形成化石的第三个条件是生物本身的特点。当被掩埋的生物遗体在地层内受到氧化和热力、压力等的综合作用时,有机体就会迅速分解、腐烂,最终挥发。所以,通常很难见到动物的肌肉、毛发、皮肤等软组织形成的化石,而绝大多数化石都是生物体的硬质部分,诸如介壳、骨骼、牙齿、角、树干、孢子、花粉等,其中有些含有相当分量的无机物质,不但不易腐烂分解,反而容易和外界的矿物质起交替作用,从而加固其构造。所以,常见的化石实际上指的是生物体的硬质部分的化石。早期出现的低级生物,一般不具硬质部分,纵然它们有亿万遗体,最终只有极少数成为化石保存下来。后期出现的高等生物,大多具有硬质部分,保存为化石的机会自然比较多。比如,我们所熟悉的恐龙化石,多是它们的骨骼;象类化石,多是它们的牙齿和骨骼;河蚌化石,多是它们的介壳;三叶虫化石,多是它们的甲壳。
石化加固
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形成化石的第四个条件是“石化”过程,也就是如何使一些本来并不十分坚硬的生物遗体(即使是它们的硬质部分)变成坚如石头的化石。这个过程基本上有两类:化学过程和物理过程。
所谓化学过程是指,在埋藏生物遗体的地层中,当浓度较高的矿物质水溶液( 主要是碳酸钙溶液、二氧化硅溶液和黄铁矿溶液) 流过生物遗体时,生物遗体的硬体部分的原来成分被地下水溶液中的矿物质逐渐置换,久而久之变为几乎全新的矿物成分,而硬体部分的形态特点,甚至内部细微的纹理等则被完整地保存下来。最常见的有骨骼化石、贝壳化石及植物的茎干化石。
所谓物理过程是指,生物体的外形或壳体的花纹烙印在岩层上,或者生物体的壳体、骨骼等空隙被泥沙或其他矿物质所充填。比如,在海滩泥涂、河滩或湖滩上,带壳的动物落在柔软的泥沙层上,被新的沉积物覆盖,遗体或遗迹被紧紧压住,年深月久,滩地上就会印上动物壳体的花纹、动物的足迹等,最终成为化石。
当然,化石的石化过程所需的时间是相当久长的,几十万年、几百万年往往还不够。从生物死亡、埋葬到石化的整个过程中,自然界的各种不利因素时刻都有可能袭来,比如风吹、雨淋、日晒、腐烂、风化、冲刷、搬运,以及地壳运动的反复等,都可以使化石在形成中途夭折。即使形成化石,被埋在地层中,也可能受到岩浆入侵发生变质而化为乌有。可见生物形成化石的机会是多么难得!
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