死后能不能变成化石由不得你 但能人为"加大几率"

2018-02-27 08:36:00 网易科学人 分享
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  出品| 晗冰

  科学家估计,仅有1%的有机物种死后,仅有不到1/10的概率成为化石。但是只要有合适的条件,你的遗体也能成为和始祖鸟一样的化石。

  据国外媒体报道,可以说每一块化石的形成都是一个小小的奇迹。正如著名作家比尔布赖森(Bill Bryson)在《万物简史》(A Short History of Nearly Everything)一书中所说,有机生物体骨骼变成化石的几率只有一亿分之一。这样计算的话,目前全世界生活的70亿人中,在死后只有大约不到两万块骨骼能够成为化石。

  何况这只是人类骨骼能够形成化石的机会。假设这些形成化石的骨骼会散布到地球的任何一个地方,那么未来能够发现这些骨骼化石的概率几乎为零。

  据科学家们的估计,有机生物体死后形成化石的概率极低。在所有存在过的动物物种中,只有1%的物种有机会成为化石,而这些物种死后能形成化石的几率不足十分之一。科学家发现的化石数量还要更少。

  作为人类来说我们具备一些优势:我们的骨骼很坚硬,个体相对较大,因此相比于水母和蠕虫等有机动物来说更容易在死后形成化石。当然,也有一些因素能够增大死后成为化石的几率。

  埋葬学Taphonomy是一门研究古生物如何被埋葬而成为化石被保存下来的学科,涉及有机生命体死亡到最终变成化石的整个过程。为了解答一个有机体如何成为化石的问题,BBC与一些世界顶尖的专家进行了深入交流。

  1.快速埋葬

  “这确实是一个关于在死后保持良好个体状态的问题——埋在沉积物的时间足够长中,然后在合适的地下物理和化学条件下被改造成为化石,”牛津大学自然历史博物馆埋葬学家兼收藏助理苏·比尔德莫尔(Sue Beardmore)如是指出。

  “要想自己的个体能被保存数百万年,首先你的躯体必须在死后的前几个小时,几天,几个季度,几十年,几个世纪以及几千年中幸存下来,”芝加哥大学教授苏珊·基德韦尔(Susan Kidwell)补充道,“也就是说从‘埋葬活跃区’过渡到‘永久埋葬地’过程中,你的遗体必须能够幸存下来,这样以来你的遗体才不可能被挖掘出来。”

  你的遗体在形成化石的过程中有无数种被中断的可能。其中许多发生在土壤或海底表面以下以下20到50厘米的深度。例如,你不希望你的遗体被野外动物扒开或吃掉,或者说长时间暴露在外部环境中。而且你不希望你的遗体被穴居动物毁掉。

图示:加拿大的Badlands地区富含沉积物,这也使该地区成为全世界最著名的恐龙化石发现地之一

  如何实现遗体的快速埋葬方面,有时自然灾害可能会有所帮助——如洪水带来的大量沉积物或是火山爆发带来的大量泥土和火山灰。比尔德莫尔指出:“恐龙能够形成化石的一种理论就是先有极端干旱的条件杀死恐龙,然后再是洪水带来的沉积物将恐龙遗体埋入其中。”

  当然,人们死后的遗体通常会被埋在距地表6英尺以下,这对于形成化石来说是个好事。但还远远不够。

  2.有水的存在

  很明显,要想遗体形成化石的第一步是死去,但你不能死在任何地方。选择完美的环境是关键。水是需要考虑的重要因素之一。如果你死在干燥的环境中,一旦被食腐动物扒出来,遗体的骨头可能会在地表散开并逐渐消失。相反大多数专家认为,你的遗体需要迅速埋葬在沙,泥和沉积物之下——最好的地方是湖泊底部,洪泛平原和河床上,或者是深邃的海底。

  澳大利亚布里斯班昆士兰大学埋葬学家凯特林赛姆(Caitlin Syme)说:“我们经常看到,发现最好化石的环境往往是湖泊和河流系统。”形成化石最重要的是新鲜沉积物掩埋遗体的速度。她建议要选择那些从山上留下来的河流河床,因为河流自山上流淌下来是会对山体造成侵蚀,因此带有大量沉积物。另一种选择是沿海三角洲或洪泛平原,沉积物在河水出海时流速变慢得以迅速沉积下来。

图示:只要有合适的条件,你的遗体也能成为像1.5亿年前的始祖鸟一样的化石

  理想情况下,你的遗体还需要一个'缺氧'的环境:氧气含量非常低,可以让那些能够消化和干扰遗体的动物以及微生物无法生存。

  基德韦尔建议避免遗体被留在海床下约50厘米以上的区域,“这是虾,螃蟹和蠕虫的最大挖洞深度,可能导致在沉积物中引入富含氧的海水”,从而加速遗体的分解。

  “你的遗体需要在下凹处被迅速埋葬起来,最好是有利于沉积物沉淀的静置水域——比如说池塘,湖泊,河口或海洋——这样更有可能会产生缺氧条件,” 基德韦尔指出。

  在极少数情况下,在这种静置缺氧条件下形成的化石甚至可以保存遗体的皮肤,羽毛和内脏等软组织。典型例子就是在中国发现的许多带有精致羽毛的恐龙化石,或是在巴伐利亚采石场发现的始祖鸟化石。

  一旦遗体埋葬的深度大于生物活性表层,那么它就会稳定下来,并且随着沉积物继续累积将会埋葬得更深。基德韦尔指出,“这时遗体损坏的风险就会转移到完全不同的地质作用,也就是地质构造作用。”

  其问题就是,在包裹遗体的沉积物转变成化石之前的这段时间有多久......以及通过地质活动将遗体提升到可以被暴露或侵蚀的地表的时间又有多长。

  3.丢掉棺材

  现在我们来从技术角度谈谈化石实际上是什么,以及你想让自己的遗体成为什么样的化石。

  一般来说,超过5万年依旧存在的东西就是所谓的“亚化石”。其中大部分仍然由有机体的原始组织形成。在洞穴中发现的那些灭绝更新世巨型动物——例如南美洲的巨型地面树懒,欧洲的洞穴熊和澳大利亚的袋狮等等都是其中的典型例子。

  然而,如果你想让你的遗体成为一种能够保存数百万年的化石,那么就需要让矿物质渗透到骨骼中,用比骨骼更坚硬的物质替代它们。这个过程被称为“矿化”,通常会形成一个完全成熟的化石。这一过程可能需要数百万年的时间。

  因此,你可以丢掉棺材。当富含矿物质的水流经遗体时,骨骼矿化的速度最快,从而能够让骨骼充满铁和钙等物质。棺材可能会将遗体的骨架很好地保持在一起,但会干扰这一矿化过程。

  不过,对棺材进行改造可能依旧使这一过程有效。新南威尔士大学古生物学家迈克阿切尔(Mike Archer)建议把遗体埋葬在装满沙子的混凝土棺材中,并在其两侧钻出数百个5毫米的孔。然后将其埋藏得足够深以至于地下水可以从中流过。

  赛姆表示:“如果你想成为像加拿大省立恐龙公园 (Dinosaur Provincial Park)里那种经典的骨骼化石,那么在像粗糙河沙的作用下形成的化石就很不错。 所有的软组织都会被破坏,会给你留下这个美丽的铰接骨架。”

  就遗体矿化而言,最好的状态莫过于沉淀成方解石钙离子(碳酸钙的一种形式)。赛姆说:“起初这种矿物质可以固定或覆盖整个遗体,从长远来看也可以保护遗体,因为在特定时间中你的遗体很可能会埋在更深处。”

  你可以用适当的矿物质(如方解石或石膏)铺满遗体,这样或许可以加速这一过程。采用富含铁质矿物也是明智之举,因为长期来看这种矿物质经得起风化。

图示:如果你想进一步个性化遗体化石,可以用铜元素来上色

  沙子中的硅酸盐也是一种很好的耐久矿物。阿切尔甚至建议,如果你喜欢化石骨骼和牙齿变成蓝绿色,那么你可以用铜条和镍粒埋葬自己的遗体。

  4.避免被埋葬在构造板块的边缘

  如果你的遗体在最初的几十万年里保存完好,并且矿物质也开始逐步替代遗体骨骼,那么恭喜你已经成功成为化石。随着地表或水底的沉积物不断堆积,你的遗体被不断沉进地壳深处,而热量和压力将进一步加速这一进程。

  但这还不算结束。你的遗体有可能沉降得太深,以至于会被地球内部的热量和压力所融化。

  不希望发生这种情况?那就要特意避开地壳板块的边缘,在这里地壳最终会沉降到地表下面。一个典型地区就是伊朗,欧亚板块正在伊朗板块的基础上向上抬升。

责编:李文瑶