青藏高原如何隆起成为今天的“世界屋脊”?
它曾怎样影响高原和周边地区的生态环境?
生物又如何响应如此重大的地质、环境事件而演化?
古生物科考队2018年考察地点
追随第二次青藏高原综合科学考察研究的动员号角,古生物科考队在中科院先导专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”、“关键地史时期生物与环境演变过程及其机制”、中科院生物演化与环境卓越创新中心和第二次青藏科考项目的支持下,奋力奔走于这片神秘的土地,苦心追索,试图解开高原地质和生命历史之谜。
在往年考察的基础上,2018年古生物科考队完成了青藏高原及周边昆仑-阿尔金、中亚、南亚和东南亚多个地点的科学考察,收获颇丰。
6月,中科院古脊椎所吴飞翔副研究员和西双版纳热带植物园苏涛研究员领科考队员展开今年的青藏高原野外发掘工作,在藏北伦坡拉盆地采集了丰富的化石标本。
藏北化石点,左下白点为车队(无人机拍摄)
开山探宝
虽然选择在地表出露的岩层发掘,对草场影响很有限,但发掘后我们还是在牧民兄弟们帮助下回填,将发掘对工作点附近的环境影响最小化。
数月后再临经高原冰风雨雪修饰后的“发掘旧址”,不禁感叹人类力量在大自然面前的渺小。
我们该时刻保有一份谦逊和对大自然的敬畏,可能这也是我们科考的终极意义吧。
高原餐会
挖掘点回填,风吹雨润,生态恢复
6月,倪喜军研究员邀请国际知名灵长类学者美国堪萨斯大学ChristopherBeard教授对中国中南-西南地区的一些古近纪化石点进行了实地考察,考察的化石点包括湖北松滋早始新世阿喀琉斯基猴化石坑和相邻产化石地层、湖南衡东中始新世岭茶、栗木坪、荷塘村及云南曲靖晚始新世-早渐新世蔡家冲-李家洼、中始新世石林等地。
考察过程中在岭茶采集到一件完好的蜥蜴头骨,在石林地区新发现一个化石富集、可进行小哺乳动物筛洗的层位。
放眼准噶尔
7月下旬,李强研究员率队赴新疆准噶尔盆地南戈壁地区进行古近纪生物地层考察,采集古新世产化石层位砂样8吨。
为研究青藏高原及其周边地区新生代古生物多样性及其对高原隆升、环境变化的响应,古生物研究者们已经在青藏高原的南端、东南端和东北缘进行了许多研究,挖掘出许多保存精美且意义重大的明星物种,如西藏披毛犀(Coelodontathibetana)、邱氏狐(Vulpesqiuzhudingi)、布氏豹(Pantherablytheae)和喜马拉雅原羊(Protovishimalayensis),古生物学家据此提出了冰期动物“走出西藏”假说,轰动一时。
青藏高原的西北缘也是地质上非常重要的区域,科学家们已经对高原隆升与塔里木海退却、中亚干旱化和天山及西昆仑隆起的关系进行了许多研究,但尚缺乏来自古生物的证据,对于新生代青藏高原北缘和西北缘的生物多样性我们也还知之甚少。
2018年8月,古生物科考队来到青藏高原北缘西昆仑山脚下,到祖国的最西端,新疆喀什地区进行新生代沉积盆地和古生物科考,试图找到一些动植物化石以期描绘出在千百万年前高原西北缘的生命画卷。
本次科考由古脊椎所所长邓涛研究员带队,会同西双版纳热带植物园苏涛研究员的古植物团队,科考队员们大多是第一次来到南疆,十分期待。
科考队从喀什出发,向南沿国道G314顺着昆仑山脉,往塔什库尔干塔吉克自治县进发。塔什库尔干塔吉克自治县(以下简称塔县)位于西昆仑褶皱带上,为喀喇昆仑山脉等若干山脉的联结处。科考队的目的地是塔县附近一化石点,过去曾报道这里出露一套出产真骨鱼类化石、时代存疑地层,前人将其时代定为早白垩世。
橙点示塔县位置
途中能看到美丽的慕士塔格峰,被誉为“冰川之父”。
有诗为证:
冰峰皑皑接苍穹,
周穆瑶池不再逢。
我辈欲思千载问,
细寻鲧禹变鱼虫。
(邓涛作。注:1.相传西王母住在昆仑山的瑶池,穆天子曾西巡与之相会。2.鲁迅先生在《理水》中提到帕米尔高原,他还调皮地写到:“‘禹’是一条虫,虫虫会治水的吗?我看鲧也没有的,‘鲧’是一条鱼。”详见邓涛科学网微博《帕米尔深处》)。
神秘的慕士塔格峰
贫瘠的山坡
露头在一条小路旁,除了寻找大化石,科考队员还在整个剖面上系统采集了岩石样品,以后带回实验室提取地层中的孢粉化石。
化石点景观(无人机拍摄)
功夫不负有心人,科考队员们在这里果真发现了如前人描述极为相似的鱼类化石,也发现了一些植物叶片化石。所采叶片化石尺寸都比较小,反映一个较为干旱的环境,且从组成成分来看,这套地层的年代应该是新近纪以来形成的,至少之前早白垩世的说法是可以推翻了。
植物化石
除了化石以外,科考队员还采集了化石点附近一些野生现生植物,既然时代较新,那么认识一些本地现生植物可能会对植物化石的鉴定有帮助。
植物
收获超出预期,队员踌躇满志,相约明年再来。
探究自然奥秘,细品人文历史。
崎岖苦旅越葱岭,血谷从来路不平。
蒲犁天马夏肥草,塔什石城秋满冰。
千军瓦罕仙芝帐,独客盘陀玄奘行。
公主高崖空守候,日神不来负深情。
(《塔县怀古》,邓涛作,诗中所指为塔县附近各处历史古迹)
塔县考察队合影
科考队驱车回到喀什,继续往东北方向走,沿公路进行新生代沉积盆地的考察。科考队8号再次从喀什出发,走国道3012向东北方向进发,经阿克苏,库车,最终到达库尔勒。
寻找化石层
拜城新生代地层
本次南疆新生代古生物科考就到此结束。
8月-9月,倪喜军研究员、李强研究员率队赴新疆、青海两省交界的阿尔金山索尔库里盆地进行生物地层考察,考察了盆地中的中始新世-早中新世地层,进行了地层对比、剖面测绘和化石调查,发掘出一件保存较好的巨犀头骨,新发现一个小哺乳动物化石层位,并进行了砂样采集。
索尔库里荒原“淘金”
9月-10月中,考察队在西藏那曲地区、阿里地区和山南地区开展了新生代沉积地层与古生物的综合科考,旨在寻找潜在的化石生物群,以深入研究青藏高原隆升及其环境变迁,为将来更加系统全面的野外工作打下前哨战。
喜马拉雅山脉中段合影
前排左起:王腾翔、李航、张馨文、胡珉琦、吴飞翔
后排左起:夏加、房庚雨、阿琼、旦巴、邓涛、苏涛
第一个考察点位于那曲地区申扎县附近,平均海拔4700米。
目标是眼前的河边一套红色岩层看着不是很远,中间只隔了几条小溪,但当我们走近时才发现,溪流湍急,并且比想象中的要宽很多。
我们尝试涉水过溪,但是溪水冰冷刺骨,所以我们驱车绕路到溪流对面的山上,从那里下来。
申扎中秋:坐等冰河生玉轮
走近观察,这个剖面主要为红色粗砂岩,遗憾的是我们没有找到化石。但却拾得了名字不雅但筋骨老健的马尿泡果壳,颇为惊艳。
茄科马尿泡果脉纤维(杨永平研究员鉴定)
在甲岗山下,冰川融水汇成的几股溪流绕过雄梅镇,我们在这里第一次亲见了高原上的中秋月,那份静谧与神圣,终生难忘。
高原中秋月更圆(雄梅镇)
第二个考察点位于双湖县协德乡。途径西藏第一大湖泊色林措,在草原上奔驰了将近两个小时后到达了目的地。非常幸运,我们在这里找到了一些保存精美的新生代植物、鱼类化石。
双湖县协德乡化石点
返程时天色已晚,视线不佳,两辆越野车都不幸陷入泥中。我们尝试了人力推车,但是由于泥土松软,车越陷越深。
人力推车
十月的藏北,夜晚的温度已经零下,虽然车上带足了睡袋与被服,食物与用水,但能不睡车里当然是上选。
于是我们决定去寻找附近刚经过的藏民家借宿一晚。趁着月夜,走了一个多小时,终于到了一个叫平措的大叔家中。
夜访牧家
平措大叔和卓玛阿姨待人极好,面对深夜的打扰,很热情的请我们喝酥油茶。他们拿出家里所有的被子,把主卧室留给我们这群“不速之客”。
第二天,我们跟藏族同胞一起齐心协力,直到下午终于把车从泥潭里拉出来了。
卓玛阿姨和平措大叔
接下来的几天,我们分别前往尼玛县、改则县和措勤县进行了考察,沿途敲敲打打,但化石收获不多。十月一日,经措勤,南木林我们返回拉萨。
打包化石
之后,考察队前往山南地区邛多江盆地。邓涛研究员手气极佳,找到了一个哺乳动物化石!
远眺邛多江
哺乳动物化石
7月,倪喜军研究员和李强研究员赴塔吉克斯坦共和国,与塔吉克科学院地质、地震工程与地震学研究所的IlhomjonOimuhammadzoda所长、中科院地质与地球物理所孙继敏研究员等人对塔吉克盆地内的海陆交互相地层进行了联合考察,对阿克苏剖面进行了测量、古地磁取样和化石调查,对库尔干秋别西边地区进行了地层对比和化石调查。中塔双方一致同意下一步将尽快开展海洋微体化石取样和研究工作。
山高人为峰
东南亚地区通过诸多大江与青藏高原相连,与高原古环境的变迁有着千丝万缕的联系,因此科考队积极开展东南亚地区的考察。
首次越南之行在2017年4月,主要是与越南国家自然博物馆合作找寻越南北部新生代化石点和考察现生植被环境,为以后的科研工作做铺垫,而在这次科考基础上,我们又开启了今年的越南科考工作,由来自北京古脊椎与古人类研究所和西双版纳热带植物园的一共5名研究人员,在越南国家自然博物馆Turong等3人的陪同下,完成了对山萝省、谅山省和广宁省的科考工作。
双方交换合作文件
我们野外工作的第一站是山萝省,我们依据文献记载在山萝省的几个地区寻找化石点,工作并不像想象的那么顺利。
山萝省风景,清晨静谧的农田
在多个点搜索无果后,我们又根据当地村民的介绍,来到一处靠化石点很近的山洞进行考察希望能碰碰运气。
山洞有两条道,一条通往山的对坡,另一条向上延伸,漆黑一片,由于工具有限,我们稍作考察之后未发现有古生物和古人类活动的痕迹,便撤了出来。
山洞考察
虽然山萝省并没有给我们带来令人惊喜的发现,但是我们没有气馁,继续往下一站那阳煤矿前行。
那阳煤矿位于中越边境谅山省,在工作点甚至能用中国移动和电信的4G信号上网,整个煤矿十分狭长。
狭长的那阳煤矿
开采地层由老到新,底部积水形成了一个小的池塘。
在轰鸣的机械间的我们,采集植物孢粉
煤矿上随处可拾得粪便化石(图为西双版纳热带植物园苏涛研究员)
各种形状的粪便化石
贝类化石
龟甲化石
鳄鱼头颅
第二站丰富的战果让我们信心倍增,第三站位于美丽的广宁省下龙湾,是我们之前已经发现的化石点,但是这次,我们有了更多,更大的发现,如图片展示的棕榈化石。
棕榈化石
第二块棕榈化石
下龙湾论道
中国河口口岸
此次越南科考,加深了我们与越南自然历史博物馆之间的合作。
虽然在山萝省没有大的发现,但是在那阳煤矿和下龙湾发现的大量动植物化石,能够与我们在东南亚其他地区的化石点结合,反映出整个东南亚植物区系的演化历史,对我们了解新生代东南亚地区生物多样性的成因,地质环境背景变化和亚洲季风形成有重要的意义。
2018年11月18日至12月8日,应巴基斯坦费萨拉巴德政府学院大学(GovernmentCollegeUniversity,Faisalabad,GCUF)邀请,中科院古脊椎所倪喜军研究员、李强副研究员、张立民工程师与巴基斯坦费萨拉巴德政府学院大学KhizarSamiullah博士、科哈特科技大学(KohatUniversityofScienceandTechnology,KUST)AbudlMajid博士等共15人组成中-巴古生物学联合科考(Sino-PakistanPaleontologicalExpedition,SPPE)在巴基斯坦开展了首次联合科考。考察期间,中-巴古生物联合考察队对巴基斯坦旁遮普省的拉瓦-庆吉(Lava-Chinji)地区的中中新世-晚中新世西瓦里克群(SiwalikGroup)、阿塔克(Attock)地区的GandaKas始新世海陆交互相地层和开伯尔-普赫图赫瓦省(KhyberPakhtunkhwa)的Panoba-Chorlaki地区始新世海陆交互相地层开展了古生物化石和岩石样品采集、地层对比等工作。
海陆交互相地层对比
考察队重新核实了早期西方学者发表的多个经典化石地点的原始坐标和岩石属性等信息,纠正了一些关键的错误记录,并发现了多个新的化石地点和层位。
此次考察不仅发现了多个适合开展哺乳动物化石筛洗工作的化石层位,还在Panoba-Chorlaki地区的库尔达纳组(KuldanaFormation)下部的长期以来没有任何化石记录的地层中发现了大量保存精美的鱼类化石,为进一步开展中-巴古生物学合作研究、探讨东特提斯海消亡与青藏高原隆升背景下的新生代脊椎动物演化与响应机制提供了珍贵的标本材料。
鱼类化石新发现
考察期间,中-巴联合考察队得到了费萨拉巴德政府学院大学、科哈特科技大学、伊斯兰堡奎德阿萨姆大学(Quaid-i-AzamUniversity,QAU)和科哈特市政府的大力支持。这些大学和机构不仅为考察队的食宿、交通等提供了帮助,而且还安排了武装警察和安保人员,全程陪护考察,确保工作顺利、安全地进行。伊斯兰堡奎德阿萨姆大学校长MuhammadAli教授、科哈特科技大学校长JamilAhmad教授、动物学系主任ShahidNiazKhan教授和费萨拉巴德政府学院大学教务长FarhatJabeen教授更是亲自关心考察队员的生活、安全、学术交流等事务,对考察工作的高度重视、充分反映了中-巴两国政府和人民之间的深厚友情。
重装护卫下的考察队
利用考察间隙,倪喜军研究员、李强研究员、KhizarSamiullah博士在费萨拉巴德政府学院大学及科哈特科技大学分别做了如下学术报告:
“FossilTreeShrewsfromChinaandTheirPhylogeneticPositions”、
“OriginandEarlyDiversificationofPrimates”、
“BriefintroductionofCenozoicVertebratesonTibetanPlateauinChina”
“SiwalikGroupandFossilsinPakistan”
行者无疆,探索无限(帕米尔瓦罕走廊)
他们还与学生和青年学者开展了面对面的交流活动。报告和交流活动引起两所大学师生的强烈反响,激发了巴基斯坦青年学者和学生对古生物学研究的浓厚兴趣。巴方学者表示,希望能够与中科院古脊椎所等研究单位在古生物领域建立长期、稳定的合作关系。
旌旗猎猎凯歌旋
青藏高原是生物演化的“天然实验室”,
而这千百万年间演化的“实验”结果
就封存在高原广阔地域的岩层中。
寻找并发掘这些证据,
必将为完善并创新生物演化理论做出贡献。
高原古生物科考队将继续前行!
第二次青藏高原综合科学考察研究围绕青藏高原地球系统变化及其影响这一关键科学问题,聚焦隆升后的西风-季风协同作用、亚洲水塔变化与影响、生态系统与生物多样性变化、人类活动对环境影响与适应、灾害风险与应对等问题,重点考察研究过去50年来环境变化的过程与机制及其对人类社会的影响,提出战略资源远景评估和绿色发展途径科学方案,进行综合科学观测和灾害预警示范,构建保障亚洲水塔与生态屏障安全的青藏高原环境变化应对科学工程。