正是在这里,来自澳大利亚博物馆研究所的古生物学家和地质学家取得了非凡的化石发现。如今尘土飞扬、干旱肆虐之地,曾经却是一片茂密的雨林。麦格拉思平原(McGraths Flat)的化石以惊人的生态细节揭示了这一古老的生态系统。
这里的沉积岩外观呈醒目的红色,完全由针铁矿——一种含铁的细粒矿物——组成。这种铁以非凡的细节保存了多种植物、昆虫、蜘蛛、鱼类和羽毛。
我们发表在《冈瓦纳研究》(Gondwana Research)期刊上的新研究表明,这些岩石如此引人入胜还有另一个原因。它们从根本上挑战了关于地球上何处能发现保存完好的化石遗址及其成因的传统观念。
超越页岩与砂岩
传统上,保存最为完好的化石遗址通常发现于以页岩、砂岩、石灰岩或火山灰为主的岩石中。
试想德国的麦塞尔化石坑(Messel Pit)或加拿大的伯吉斯页岩(Burgess Shale)。在这些遗址中,生物被迅速掩埋在细粒沉积物中,使得软组织而不仅仅是硬体部分得以完好保存。
麦塞尔化石坑保存了约4700万年前的化石,展示了羽毛、皮毛和皮肤的轮廓。与此同时,伯吉斯页岩则包含了地球上最早的一些动物生命的软组织,其历史可追溯至约5亿年前。
相比之下,完全由铁构成的沉积岩,是你最意想不到能发现保存完好的陆生动物和植物遗骸的地方。
这是因为富铁沉积岩主要为人所知的是条带状铁矿层。这些巨大的铁矿床主要形成于约25亿年前地球古老的贫氧海洋中,远早于复杂的动植物生命进化之时。
在较近的历史时期,铁被认为仅仅是一种风化产物,在暴露于我们富含氧气的大气中时,在大陆上形成铁锈。只需看看澳大利亚标志性的内陆红岩景观,那里保存着这些数百万甚至数十亿年的特征。
然而,麦格拉思平原的发现打破了这些预期。
封存于铁中的陆地生命
麦格拉思平原由一种非常细粒的富铁岩石——铁质岩(ferricrete)构成。它本质上是一种由铁制成的胶结物。
这种铁质岩几乎完全由微观的铁氧氢氧化物矿物颗粒组成,每个颗粒直径仅为0.005毫米。当动物死亡并被掩埋在沉积物中时,正是这种微小的尺度使得铁颗粒能够填充每一个细胞。结果呢?便是保存异常完好的软组织化石。
与海洋生物相比,保存陆地生命的化石遗址极其罕见。能保存软组织的陆地遗址?更是少之又少。麦格拉思平原化石中捕捉到的非凡细节,揭示了我们要么不常发现的过去生命的新快照。
这些化石保存得如此完美,以至于可以看到鱼眼中的单个色素细胞、昆虫和鱼类的内脏器官,甚至精细的蜘蛛刚毛和神经细胞。
这种保存水平可与其他保存完好的化石遗址(如由页岩或砂岩构成的遗址)相媲美。只不过在这里,它们被封存在铁中。
麦格拉思平原是如何形成的?
我们的新研究阐明了该化石遗址的形成过程——这是寻找类似的铁质陆地化石宝库的关键一步。
麦格拉思平原开始形成于中新世,当时在温暖潮湿的雨林条件下,铁从风化的玄武岩中淋滤出来。
随后,酸性地下水将溶解的铁带到地下,直到到达一个带有牛轭湖(废弃的河道)的河流系统。在那里,铁变成了超细的铁氧氢氧化物沉积物。
它迅速覆盖了湖底的死亡生物,并在细胞水平上复制了它们的软组织结构。
新的化石探寻路线图
了解麦格拉思平原的形成过程,可为在全球范围内寻找类似的富铁化石遗址提供路线图。
需要寻找的关键特征包括具有极细颗粒和精细层理的铁质岩,这些区域需满足以下条件:
- 古老河道穿过较老的富铁地貌(如火山玄武岩)
- 古代温暖潮湿的条件曾促进强烈的风化作用,以及
- 周围地质环境缺乏大量的石灰岩或含硫矿物(如黄铁矿),因为这些物质可能会干扰铁氧氢氧化物矿物沉积物的形成。
麦格拉思平原的红岩为我们理解保存异常完好的化石遗址如何形成翻开了全新的篇章。
理解古代陆地生命的下一个突破,可能并非来自传统的页岩或砂岩化石层,而是来自隐藏在我们脚下的铁锈红岩。
本研究的作者感谢麦格拉思平原所在地土地和水道的传统守护者——维拉朱里(Wiradjuri)族人。![]()