深瞳工作室出品
科技日報記者 何星輝 策劃 趙英淑 滕繼濮
“這枚‘金釘子’,讓這里的大山和巖石成為世界地質(zhì)史上的關(guān)鍵坐標(biāo)?!眹H地層委員會副主席、中國科學(xué)院院士沈樹忠如此評價落戶于貴州劍河的全球烏溜階“金釘子”。
如今,這枚象征地質(zhì)時代起點的標(biāo)志,永久“釘”入了劍河縣八郎村的地層界線標(biāo)志點。這是全球第69枚、中國第11枚、貴州首枚“金釘子”。它的成功確立,不僅為全球寒武紀(jì)地層研究樹立了新的基準(zhǔn),也讓劍河成為世界地質(zhì)科學(xué)網(wǎng)絡(luò)中的重要點位。
近日,第五屆國際地球生物學(xué)大會野外考察暨劍河“金釘子”(寒武系烏溜階)現(xiàn)場研討會在貴州劍河舉行。來自國內(nèi)外的多位頂尖地質(zhì)學(xué)家就“金釘子”的科學(xué)保護與可持續(xù)利用展開深入研討。如何守護這份世界級地質(zhì)遺產(chǎn),發(fā)揮“金釘子”的科學(xué)價值?這不僅牽動著國際地層學(xué)界的目光,也將為全球“金釘子”的保護和利用貢獻(xiàn)“中國方案”。
彌足珍貴的“地質(zhì)標(biāo)尺”
如同記錄時間的年、月、日一樣,地球歷史也被劃分為不同的地質(zhì)年代單元??茖W(xué)家根據(jù)生物演化階段建立了宇、界、系、統(tǒng)、階5個地層單位,其中階是最基本的地層年代單位。
地球46億年的演化歷史信息蘊藏在地層中,“金釘子”是全球年代地層單位界線層型剖面和點位的俗稱,是定義全球不同地質(zhì)年代單位的唯一國際標(biāo)準(zhǔn)。
在地質(zhì)學(xué)界,“金釘子”的地位堪比奧運會金牌,其數(shù)量是一個國家地質(zhì)科研綜合實力的重要體現(xiàn),確立過程也是競爭激烈。
自1972年全球第一枚“金釘子”在捷克布拉格西郊確立以來,尋找和確立“金釘子”幾乎成為全球地質(zhì)學(xué)家的一場“學(xué)術(shù)競賽”。
我國早年因與國際地學(xué)界交流有限,未能參與“金釘子”的競爭。直到20世紀(jì)80年代,我國科學(xué)家才首次參與奧陶系和志留系界線“金釘子”的角逐,但以失敗而告終。
1995年,浙江常山黃泥塘剖面因其保存完好的奧陶系地質(zhì)記錄和豐富的筆石及牙形類化石,成為研究熱點。經(jīng)過中外科研團隊聯(lián)合攻關(guān),常山黃泥塘剖面最終被確立為達(dá)瑞威爾階“金釘子”,實現(xiàn)了我國“金釘子”零的突破。
而這距離“金釘子”概念的提出,已過去30余年。
“‘金釘子’的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)苛。”貴州大學(xué)教授楊宇寧說,“它不僅涉及剖面條件、綜合地層學(xué)、古生物學(xué)、交通便利性等多個評價維度,周邊環(huán)境、地層剖面保存狀況等也至關(guān)重要?!?/p>
最關(guān)鍵的是,候選剖面需地層出露連續(xù)、發(fā)育完整,未受后期地質(zhì)構(gòu)造作用的顯著改變和破壞,且含有豐富、具有連續(xù)譜系演化的標(biāo)準(zhǔn)化石。
“劍河剖面具備高度連續(xù)的地層序列、豐富的三葉蟲和疑源類微體化石,以及保存完好的凱里生物群?!睂τ趧印敖疳斪印钡膬r值,沈樹忠給予了高度評價,“這不僅為寒武紀(jì)中期全球地層對比提供了理想的基準(zhǔn)點,也為研究早期生命演化、生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建及古環(huán)境變化,提供了寶貴的窗口。”
目前,我國的“金釘子”數(shù)量穩(wěn)居世界前列,11枚“金釘子”分布在浙江長興、湖南花垣、廣西來賓、湖北宜昌、貴州劍河等地,每一枚都是彌足珍貴的世界級地質(zhì)遺產(chǎn)。
“金釘子”保護面臨諸多挑戰(zhàn)
我國這11枚“金釘子”蘊藏著地史時期古生物大滅絕機制、生命演化序列、古氣候突變等重大科學(xué)問題的關(guān)鍵信息,成為國際地層學(xué)研究極其重要的對比中心。可以說,守護這些“金釘子”就是守護人類解讀地球演化歷史的鑰匙。
沈樹忠介紹,在取得“金釘子”認(rèn)證后,各地通常都會按照國際地層委員會的建議,通過設(shè)立紀(jì)念碑、安放標(biāo)志物、修建步道等方式,將“金釘子”打造成地標(biāo)。
美國科學(xué)院院士、弗吉尼亞理工大學(xué)地球科學(xué)系教授肖書海指出,國外曾發(fā)生過“金釘子”剖面因盜挖化石而遭受嚴(yán)重破壞的案例?!跋啾戎拢袊摹疳斪印Wo工作,總體上做得不錯。”他說。
但這并不意味著沒有危機。
當(dāng)初步的科學(xué)考察告一段落,“金釘子”的“煩惱”也隨之而來……地處野外,“金釘子”剖面面臨著自然風(fēng)化與地質(zhì)災(zāi)害的威脅。長年日曬雨淋,暴露在外的剖面可能因風(fēng)化剝蝕而受損。部分地質(zhì)條件不穩(wěn)定的剖面,還可能受到山體滑坡、泥石流、地震等自然災(zāi)害破壞。因此,利用遙感航拍、大數(shù)據(jù)等手段進行實時監(jiān)測,對“金釘子”剖面實施動態(tài)維護尤為重要。
去年,廣西柳州市自然資源和規(guī)劃局官網(wǎng)公布的一份政協(xié)提案顯示,位于柳北區(qū)長塘鎮(zhèn)梳莊村的“金釘子”地質(zhì)剖面區(qū)域雜草叢生、溪流斷流,保護狀況堪憂。“恐破壞該地質(zhì)遺址,產(chǎn)生不可彌補的損失……”提案指出,受財政資金等因素制約,當(dāng)?shù)匾?guī)劃建設(shè)的國家級地質(zhì)遺跡保護區(qū)進展緩慢,處于閑置狀態(tài)。
“金釘子”保護的現(xiàn)實困境之一,是國際地層委員會對“金釘子”僅有學(xué)術(shù)認(rèn)定權(quán),不具備強制性的保護約束力,而世界各地的重視程度和保護力度差異巨大。
同樣位于廣西,我國第4枚“金釘子”——來賓市蓬萊灘剖面的命運,則向科學(xué)界和地方政府提出了一個尖銳的問題:當(dāng)“金釘子”保護與地方經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生沖突時,該如何權(quán)衡取舍?
蓬萊灘剖面完整記錄了瓜德魯普統(tǒng)上部到樂平統(tǒng)下部的連續(xù)沉積,含有珍貴的遠(yuǎn)洋牙形類等化石系列,是研究二疊紀(jì)末期生物大滅絕事件的理想地點。
在獲得“金釘子”認(rèn)證后,當(dāng)?shù)卣畬ζ拭娌扇×吮Wo措施。然而,隨著大藤峽水利樞紐工程的建成蓄水,紅水河水位抬升了約15米,導(dǎo)致蓬萊灘“金釘子”剖面被永久淹沒,無法再用于實地科研。后來,雖然當(dāng)?shù)卣业搅私?jīng)國際地層委員會認(rèn)可的替代剖面,但這仍成為地層學(xué)界的一大遺憾。
此外,由于公眾知曉度不高,一些“金釘子”在認(rèn)證后,面臨“藏在深閨人不識”的境地。
劍河縣林業(yè)局局長歐光遠(yuǎn)表示,目前,囿于專業(yè)人才匱乏,當(dāng)?shù)卦凇敖疳斪印钡目茖W(xué)監(jiān)測、日常維護和科普宣傳等方面面臨壓力,難以吸引優(yōu)質(zhì)科研團隊和游客群體,希望為“金釘子”保護凝聚更廣泛的社會合力。
針對各種挑戰(zhàn),沈樹忠坦言,盡管我國在傳統(tǒng)地層學(xué)研究領(lǐng)域已達(dá)到世界先進水平,但作為地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)性學(xué)科,地層學(xué)相對小眾,其學(xué)科發(fā)展和人才儲備仍存在隱憂。
探索地質(zhì)遺產(chǎn)保護新機制
面對諸多挑戰(zhàn),各地正以實際行動,加強對“金釘子”的保護。
針對柳北區(qū)長塘鎮(zhèn)梳莊村的“金釘子”保護問題,柳州市自然資源和規(guī)劃局答復(fù)稱,將把“金釘子”維護經(jīng)費列入年度財政預(yù)算,派專人定期清理主題廣場、步道、界碑、科考平臺等區(qū)域的雜草和垃圾,并對地質(zhì)剖面區(qū)域進行清淤維護。
目前,我國尚未出臺專門針對“金釘子”保護的法律法規(guī),地方政府主要依據(jù)《地質(zhì)遺跡保護管理規(guī)定》等對其進行保護,針對性和執(zhí)法力度較弱,保護效果更多地取決于地方政府的重視程度。
為此,肖書海建議,完善立法,加強對“金釘子”保護力度。
去年,貴州率先探索新路。為探索古生物化石司法保護新機制,守護好貴州首枚“金釘子”,省、州、縣三級法院聯(lián)合發(fā)布“司法保護令”,并成立了貴州劍河古生物化石暨“金釘子”司法保護基地,為這份世界級地質(zhì)遺產(chǎn),提供了強有力的司法保障。
“司法保護令”明確劃定六大禁止行為紅線,明確了嚴(yán)禁未經(jīng)許可擅自挖掘古生物化石或?qū)嵤Α敖疳斪印钡钠茐男袨椋瑥脑搭^上杜絕非法采掘活動對珍貴化石資源的侵害;禁止未按照批準(zhǔn)方案挖掘古生物化石或進行其他破壞“金釘子”的行為,確保一切挖掘活動在科學(xué)、規(guī)范的框架內(nèi)開展。
在化石流通與利用環(huán)節(jié),“司法保護令”全面禁止非法開發(fā)、采集、買賣、轉(zhuǎn)讓、運輸、加工及收藏古生物化石。針對“金釘子”區(qū)域的環(huán)境與生態(tài)保護,“司法保護令”明確禁止在古生物化石群及“金釘子”區(qū)域內(nèi)放牧、生火、扳弄、采石、取土等,防止人為活動對化石賦存環(huán)境造成破壞。
“司法保護令”嚴(yán)格限制保護區(qū)內(nèi)的建設(shè)活動。同時,將從事破壞古生物化石地和遺址的其他違法行為也納入禁止范圍,實現(xiàn)對化石資源和遺址的全方位保護。
“劍河剖面保護得非常好。”中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員、中國科學(xué)院院士朱敏對此給予高度評價?!斑@充分體現(xiàn)了地方政府長期以來在自然遺產(chǎn)保護方面付出的巨大努力?!?/p>
從長遠(yuǎn)來看,還要推動國家和地方層面制定專項保護法規(guī),禁止違法行為,明確懲罰機制,讓“金釘子”保護超越學(xué)術(shù)范疇,成為政府、社會和公眾共同承擔(dān)的責(zé)任。如此,才能確保這些珍貴的“地球史書”永續(xù)保存。
在保護與利用中尋求平衡
“‘金釘子’的確立,不是為了將其封閉起來?!闭劶氨Wo,沈樹忠觀點鮮明,“相反,它需要對國內(nèi)外開放,歡迎和鼓勵各國科學(xué)家有組織地前來開展深入研究,充分發(fā)揮‘金釘子’在推動地層學(xué)和生命演化研究中的核心作用?!?/p>
如何在嚴(yán)格保護和合理利用之間找到平衡點,讓“金釘子”具備一定的“造血”能力?這在肖書??磥硎欠浅4蟮奶魬?zhàn)?!皣夂芏唷疳斪印S護投入有限,且嚴(yán)格區(qū)分科研功能與市場開發(fā)。它們往往位于偏遠(yuǎn)地區(qū),普通人難以到達(dá),更難以產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益?!彼f。
肖書海認(rèn)為,中國在探索“金釘子”保護與利用相結(jié)合方面的實踐值得借鑒。
目前,在地方政府的推動下,我國大部分“金釘子”所在地已發(fā)展為旅游景點,有的還成功申報為國家地質(zhì)公園,將“金釘子”打造成集地質(zhì)科普、生態(tài)觀光和科學(xué)考察于一體的旅游景區(qū)。
浙江長興“金釘子”國家地質(zhì)公園現(xiàn)為國家AAAA級旅游景區(qū)。游客不僅可以在休閑廣場觀賞到2.5億年前后的地層剖面,還能走進宇宙地球廳、生命進化廳、“金釘子”廳等展館,通過時空隧道感受遠(yuǎn)古生命的演化歷程,體驗7D特效影院的震撼效果。
以科技手段展示湖南兩枚“金釘子”的湘西世界地質(zhì)公園博物館,年接待游客490余萬人次,新增餐飲、住宿、旅游產(chǎn)品、文創(chuàng)等旅游服務(wù)就業(yè)崗位8600多個,直接和間接帶動就業(yè)近10萬人。
紛至沓來的游客在近距離感受地球歷史的同時,也帶動了當(dāng)?shù)芈糜谓?jīng)濟,其部分收益可用于反哺“金釘子”的保護工作。
劍河縣正受益于這一模式。近年來,隨著劍河“金釘子”聲名鵲起,當(dāng)?shù)卣劢埂把袑W(xué)+旅游”模式,深挖其旅游潛力,致力于將八郎古生物化石景區(qū)打造成全國乃至國際知名的科研科普基地,并與附近的劍河溫泉、仰阿莎文化景區(qū)聯(lián)動發(fā)展,推動旅游業(yè)態(tài)升級。
劍河縣委副書記、縣長陳林表示,將依托貴州大學(xué)、中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所等科研力量,全力做好層型剖面的保護與開發(fā),打造集科學(xué)研究、科普教育、生態(tài)旅游于一體的地質(zhì)文化品牌。
【延伸閱讀】
趙元龍:窮極一生只為找“金釘子”
科技日報記者 何星輝
遠(yuǎn)古時期的貴州,曾長期被海洋覆蓋。這里不僅保存了豐富的古生物化石,更擁有近乎完整的巖石地層序列。在地層學(xué)家眼中,貴州是記錄地球生命10億年演化的天然寶庫。
1982年,貴州大學(xué)教授趙元龍初次踏足八郎村時,那里還是一個交通閉塞、信息匱乏的苗寨。村民劉鋒熟悉地形,主動為他當(dāng)向?qū)?。兩人翻山越嶺,尋找古生物化石的蹤跡。
經(jīng)趙元龍團隊的艱苦發(fā)掘,在八郎村附近發(fā)現(xiàn)了一個距今5.08億年的特異埋藏古生物化石群——凱里生物群。
自此,八郎村因古生物化石的發(fā)現(xiàn),聲名鵲起。
凱里生物群價值非凡:它不僅富含以掘頭蟲類為主的三葉蟲化石群落,而且產(chǎn)出大量具有重要意義的軟軀體化石,是一個典型的布爾吉斯頁巖型生物群。
“凱里生物群是探索寒武紀(jì)生命演化的重要窗口。”中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎解釋道,“它獨特的化石保存狀態(tài)和承前啟后的時空位置,為探索動物門類起源及早期生態(tài)系統(tǒng)演變,提供了不可替代的證據(jù)?!?/p>
朱茂炎進一步指出,加拿大的布爾吉斯頁巖和云南的澄江生物群分別代表了寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的不同階段,而“凱里生物群恰好填補了兩者之間的空白,將大爆發(fā)的全過程完整串聯(lián)起來,科學(xué)價值巨大”。
從發(fā)現(xiàn)凱里組地層中上部與下部三葉蟲組合的差異,到提出以“印度掘頭蟲”作為寒武系第三統(tǒng)首現(xiàn)化石,直至在烏溜—曾家崖剖面精準(zhǔn)鎖定其首次出現(xiàn)的位置,趙元龍數(shù)十年如一日,甘坐科研“冷板凳”。
起初,趙元龍?zhí)岢鲆浴坝《染蝾^蟲”作為傳統(tǒng)中寒武統(tǒng)底界標(biāo)志化石的方案后,曾引發(fā)國際學(xué)界質(zhì)疑。國外學(xué)者提出了不同方案,爭論激烈。
為了提供確鑿證據(jù),趙元龍團隊采集了2萬余件三葉蟲化石,研究各類化石標(biāo)本8萬余件。
關(guān)鍵時刻,西班牙學(xué)者喬治·埃斯特夫等國際專家被趙元龍團隊的執(zhí)著精神和研究成果打動,主動加入了貴州古生物研究陣營。以中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員彭善池為代表的國內(nèi)學(xué)者也鼎力支持。
2018年6月21日,81歲的趙元龍,終于迎來學(xué)術(shù)生涯的高光時刻——他的研究團隊提出的“金釘子”提案,獲得國際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會全票通過,烏溜—曾家崖剖面被正式確立為全球寒武系苗嶺統(tǒng)和烏溜階的國際層型剖面,我國斬獲第11枚“金釘子”。此后,“苗嶺統(tǒng)”和“烏溜階”作為國際標(biāo)準(zhǔn)年代地層單位,被譯成27種語言廣泛使用。
就在同年,趙元龍不幸罹患癌癥,于2023年2月與世長辭。他窮其一生,為全球寒武紀(jì)地質(zhì)研究樹立了新的“標(biāo)尺”,讓劍河成為連接世界地質(zhì)科學(xué)的重要坐標(biāo)。