“植物庞贝城”讲述2.98亿年前的浩劫 _火山

乌达森林被火山灰瞬间吞噬的场景复原图
被火山喷发瞬间定格的庞大化石群
讲述2.98亿年前的浩劫
煤层
火山灰化石层
煤层
王军的研究团队有来自10多个国家的30多位科学家。
2.98亿年前，内蒙古乌达被茂密的森林覆盖。这里气候温暖湿润，树木高低错落，最高大的有30多米高，最小的还不及人的脚踝。这些古老的植物，丰富而复杂，有的都叫不出具体的名字，但大家都很滋润地生活着……不过，一场巨大的火山喷发，让乌达的整片森林瞬间埋入地下，原封不动地保存了它们在火山喷发瞬间的样子。
2003年，中科院南京地质古生物研究所研究员王军来到这里，发现了这个地下“植物庞贝城” 。通过多年研究，王军的团队揭开了乌达地下植物庞贝城的整体风貌，并将2.98亿年前的森林“复活” 。近日，王军的研究成果将发表在《美国科学院院报》上。
发现
每隔三五米就有一个直立树干
电影《庞贝古城，最后一天》再现了公元79年8月24日那天，维苏威火山喷发后庞贝古城居民们惊恐、慌乱的逃生状况。考古学家发现庞贝古城时，看到的都是瞬间凝固的场景：建筑、生活用品完整地保留着，人们有的趴在地上一脸恐惧，有的缩在墙角，还有孩子被妈妈抱在怀里……
“植物界也有一个庞贝古城，我们在内蒙古的乌达找到了。”1999年，王军的老师吴秀元带来了一块植物化石标本。“那块化石特别完整，是在内蒙古乌达找到的。我高兴坏了，和伙伴们立即动身寻找。”很快，王军找到了很多完整的标本。“1999年到2003年，每年我都去乌达一个月左右，这些年找到的化石都堆不下了。”2003年，王军敏感地发现，一般化石中的植物都是躺着的，但是，乌达的化石是“站着”的。“很密集，每隔三五米就有一棵直立的植物树干。我们开始怀疑，这里很可能像庞贝古城一样瞬间被埋入地下，凝固起来。”
为找植物庞贝城
掀了整个山顶
乌达的“植物庞贝城”位于贺兰山西北角，保存面积大约20平方公里。“我们的考古一共做了1100多平方米。”
这个植物庞贝城在山腰，共有66厘米厚的火山灰。火山灰的上面是煤，下面还是煤。为揭开“植物庞贝城”的真实面貌，他们借来了大型机械，把压在火山灰上的泥土、石头等一一掀掉。当山顶全部揭掉，露出化石层，王军和他的团队成员们小心地把化石标本敲打出来。每敲出一块，是什么种类的植物，具体方位在哪里等等，都要做好标记。
如今，王军的研究团队有来自10多个国家的30多位科学家们共同解读整个植物庞贝城的信息。“这种情况全世界也不多见。”王军打开电脑，展示着发现的化石，有的化石是树干片段，有的是叶子片段……

【“植物庞贝城”讲述2.98亿年前的浩劫】2.98亿年前，乌达森林场景复原图，图中最高的植物是孢子植物封印木
揭秘
2.98亿年前的植物也会“打架”
孢子植物封印木和裸子植物科达从不混生，有你就没我
2.98亿年前，整个华北地区是浸在汪洋中的一个大岛屿，而内蒙古的乌达在赤道以南，属于热带雨林气候。
森林里，除了开花植物，裸子植物和孢子植物都有了，且大量繁殖。高大的树木有10层楼高，多是原始松柏类或是石松类，它们的直径有一米左右；占据中层的树木是蕨类植物，它们高度一般在10米左右；而底端的是有节类植物槭叶和星叶等等；还有像爬山虎一样不断攀岩的蝎羊齿类，它们专门依附在其他植物上。别看这些植物高高低低，自由地搭配着，但暗地里也在“较劲” 。按王军的话说，关系复杂着呐，不比现代森林简单。
王军说，这个植物庞贝城一共发现6大类植物类群：石松类、有节类、瓢叶类、蕨类、原始松柏类、苏铁类。“2.98亿年前的苏铁类植物长得和现在人们看到的铁树很像，但是果子和器物不一样；而瓢叶类植物中有一种和现代的棕榈树外观很像，但它们完全不是一个类别的，很奇怪……”王军说，经过漫长的演变，原本高个子的石松类植物现在变成了矮个子，有的小草就是远古石松类的后代；原本个子比较高的蕨类植物，现在也较矮小。
最让王军感到兴奋的是，通过场景还原，他们发现了植物也有打架现象，甚至厮杀得你死我活。“过去我们认为，孢子植物封印木和裸子植物科达共生，但这个观点要纠正了，因为，我们发现，这两种植物根本就是有你就没有我，从不混生的，常常是封印木把科达赶跑了。”封印木长相奇特，它往往直耸向上，树冠像倒立的扫帚，而科达则稍微矮一些，它的树冠像伞一样高出其它树木一截。
博物馆教科书里的复原图都错了
那些复原图都只是概念性的复原，现在看来误差很大
“这个植物庞贝城是在当时的成煤沼泽森林里的。当时，这些树有的还在变成煤，它们的叶子落下来，树干倒下来，很快被覆盖，与空气隔绝渐变成了煤。”王军说，2.98亿年前的一场巨大火山喷发，改变了这片森林的命运。
那是一场灾难性的大喷发，当时的火山比美国黄石国家公园的规模还要大，到处都是灰蒙蒙的一片，火山灰一直上扬到高空几十公里开外。这些火山灰让森林瞬间消失，状态凝固。“森林的树原本是站着的，但是被火山灰打落以后，树干还直立着，但也有的瞬间倒下。我们看到的化石，有的是直立的，也有躺着的。”根据发现时候的场景，王军把2.98亿年前的乌达森林进行了实际复原，这也是世界上迄今为止唯一一张实际复原图。王军说，现在人们看到的博物馆里的远古时期森林复原图，包括教科书里的复原图，那都是错的。为何？那些复原图都只能说是概念性的复原。这种概念性复原不论从时间上还是空间上来讲都存在很大的误差。从空间上来讲，地球从来没有存在过那么一种构想的环境，尽管概念上是有，但实际上并不是那么回事，存在很大的误差。

化石标本现场采集剖面图
现代的煤是由哪种植物变来的？
是一种长得特别像棕榈树的瓢叶类植物
煤是现代的主要能源，但煤是哪种植物变来的？大家都不是很清楚。
“是一种长得特别像棕榈树的植物变的。这种植物叫瓢叶类植物，叶子长得像一个个瓢子，很有意思。”王军说，瓢叶类植物是怎么回事，这将是未来他们的研究方向之一。
而乌达植物庞贝城的研究还有一个意义：揭示了华夏植物群生态环境的特殊性。
早在上世纪70年代，我国的古生物学家们提出了华夏植物群的概念，为了和欧美植物群相区别。
但近些年，欧美越来越多的科学家到中国科考，他们发现，大家都差不多在一个气候环境下，种类也差不多，于是提出应该都归结为欧美植物群。“我始终不这么认为，中国植物群和欧美植物群有很大的差异，就它们各自的生活环境而言就不一样，比如瓢叶类，在中国可能是喜欢潮湿的，生活在水边，变成了煤；而在欧美，瓢叶类植物却是生活在山顶，它们很少成为煤。”
除了复原2.98亿年前的森林，王军说，他们的终极目标是研究植物是如何随着气候的变化而变化的。
“2.98亿年前的气候状况和现在很相似，都是地球正在一步步进入温室效应中。在当时，有的植物就灭绝了，有的发生了迁移。”王军说，通过研究探讨植物是如何适应气候的，对将来农业生产有很大的参考意义。

现代快报采访人员胡玉梅通讯员陈孝正