超过3亿年前，伊利诺伊州热带沼泽与海洋中生命繁盛，如今这些生物遗迹保存在著名的马宗溪化石遗址。密苏里大学研究人员与地质学家戈登·贝尔德重新检视了大量化石标本，揭示了三种截然不同的古环境——淡水区、过渡性海域及远洋带，每个环境都孕育着独特的动物群落。通过先进成像技术与数据分析，他们的研究发现海平面变化、沉积物条件及微生物活动共同塑造了化石的形成过程。
密苏里大学文理学院的研究人员正与地质学家戈登·贝尔德合作，重新分析其收藏的梅森溪化石——这些目前保存在芝加哥菲尔德博物馆的藏品包含来自约350个不同地点的30万颗菱铁矿结核。
梅森溪化石层以异常完好的动植物保存状态闻名，这得益于其独特的地质环境。化石被包裹在碳酸铁矿物菱铁矿中，形成大量结核，已成为科学家和业余化石猎人的共同宝藏。
经过数十年的研究，包括贝尔德与同事在1970年代末开展的奠基性野外工作，我们现在得以窥见那条远古海岸线的生命图景。
远古生命的快照
贝尔德在梅森溪化石点的开创性工作帮助区分出两大动物群组合。这些组合让科学家理解了化石来源的远古环境：一个是由近海沿岸水域生物组成的海洋组合，另一个来自海岸线河流三角洲的混合组合，那里淡水生物与冲刷而来的陆生动植物共同保存。
如今，密苏里大学团队运用现代数据分析技术，结合该校X射线微分析中心的先进成像，证实了贝尔德原始发现中更为精细的细节。
"我们识别出三种明显的古环境，包括代表近海与远海过渡栖息带的底栖海洋组合独特特征，"地质科学Marie M.与Harry L. Smith讲席教授吉姆·希夫鲍尔表示，"这些古环境各自由特定动物群主导，例如近岸的淡水动物、稍远海域的水母和海葵，以及过渡带的海洋蛤类和蠕虫。"
化石形成于海平面上升、淹没大型煤沼的阶段。
"不同环境影响生物被掩埋的速度和深度，以及化石作用启动的具体地球化学条件，"希夫鲍尔解释道，"这进而决定了某些微生物的生存位置，帮助形成了如今包裹这些化石的结核矿物。"
后续研究
在当前和未来研究中，希夫鲍尔与贝尔德正利用这些信息建立沉积学模型，展示梅森溪生态系统如何与下伏科尔切斯特煤层相联系——正是煤矿开采使得该化石点最初被发现。
"考虑到石炭纪美国中部大陆多次发生的海岸快速淹没事件，完善梅森溪地区的信息将深化我们对其他煤盆地类似沉积的理解，"现任纽约州立大学弗雷多尼亚分校荣休教授的贝尔德表示。
密苏里大学与贝尔德、私营部门及多伦多大学同事开展的新合作分析，构建了关于梅森溪远古生态系统最全面、数据驱动的图景。这项知识极大增进了我们对石炭纪生物多样性与古生态学的认知。
"它真实展现了石炭纪晚期惊人的多样性，并允许我们推断食物链复杂性与生态系统运作方式，"希夫鲍尔说，"现在我们拥有关于石炭纪陆地、河口与海洋生命相互关联的、具有统计学支撑的无与伦比的视角。"
这项题为《283,821颗结核如何丈量梅森溪？评估布雷德伍德与埃塞克斯组合的古环境与埋藏学特征》的研究发表于《古生物学》期刊。
其他合著者包括密苏里大学的约翰·沃伦·亨特利与塔拉·塞利、伊利诺伊大学东北分校的查尔斯·查比卡、多伦多大学密西索加校区的马克·拉弗拉姆，以及普林斯顿咨询公司的A·德鲁·穆森特。