“同位素研究发现：新疆的草原下埋有一片3.7亿“岁”的森林”

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科学技术日报记者张戈

中国“最古老”的森林在哪里？ 打开地图，眺望全国的名山、大川，真的回答不了这个问题。

但是在辽阔的戈壁新疆准噶尔盆地的西北角，有一个不起眼的小县城和布克蒙古自治县。 这里碧草千里，水美空色，谁也没想到这片草原下埋藏着3亿71亿年前的古老森林。

最近，中国科学院南京地质古生物研究所现代陆地生态系统起源和早期演化研究小组研究员徐洪河与香港大学郑大燃博士等人合作，对新疆塔城西准噶尔地区的中―晚泥盆世几个陆相剖面进行了详细的古生物学和同位素年代学研究，获得了该地区古环境变化的新认识。 相关成果在线发表在国际地学期刊《三古》上。

会出现更多粗大的植物化石

新疆塔城地区蕴藏着丰富的植物化石已不是信息。 徐洪河团队去年在该地区发现了直径70厘米的植物茎干化石。

“3亿5千万年前，地球处于泥盆纪，塔城地区曾由一系列火山岛弧组成。 徐洪河告诉记者:“这些火山岛弧都分布在古代赤道北部、热带地区的浅海，这里气候炎热潮湿，岛上植被茂密，孕育着我国最古老的森林。”

起初，哪些植物化石看起来不显眼，但随着更大的植物化石的出现，徐洪河很快就明白了这可能是古代的森林。

因此，研究小组对西准噶尔地区4块富含植物化石的朱鲁木特组地层剖面进行了详细的地质调查、化石和岩石样品的采集和同位素年代学研究。

朱木特植物群包括晚泥盆世森林典型的树型植物化石，其主要由石松类、古羊齿类和枝蕨类类3种植物组成，这3种植物是正在构筑的晚泥盆世森林典型的树木型，它们的化石广泛分布在西准噶尔地区。

这次，研究小组对该地区进行了更详细的地质调查和同位素年代学研究。 他们在菝葜剖面的植物化石层中以高精度的锆石铀铅( u-pb )为退休年龄，将焦耳-穆特植物群的时代限定在富勒期的最早期( 371.5ma±0.9ma，ma为百万年)。 这表明朱鲁木特植物群是我国目前已知最早的森林，该森林的形成时间与弗拉期法门期界线一致。 这个时间比太古森林大规模出现的时代早了1000万年以上。

另外，研究小组重新解决并计算了251个山断面的呼吉尔斯特植物群的同位素年代，得到了更准确的年代，将该植物群限定为距今约382.4ma—380.4ma。

太古森林和现在大不相同

约5亿年前，地球大陆渐渐披上了绿色的衣服。 最初登上陆地的植物是苔藓和地衣等低等植物，个子不高，但具有顽强的生命力。 经过约1亿多年，他们逐渐改变了陆地恶劣的生存环境，使充满坚硬岩石的大地逐渐变得柔软肥沃。

距今约4亿2千万年至3亿6千万年的泥盆纪，陆地植物发生了翻天覆地的变化。

3亿多年前，塔城地区温暖潮湿。 地层研究表明，化石埋藏点附近周围80公里以内为茂密的森林，森林中充满了石松类、古羊齿类、枝蕨类植物。 他们似乎发现了更大的秘诀。 每种植物都有巨大粗壮的根系。 地上的人长得很直，最高可以长到4米以上。 有些植物高达10米以上。 这些植物足够大，密集分布，构成了最早的森林。

“古羊齿类和枝蕨类植物现在已经灭绝了。 石松类植物现在仍然广泛分布，但形态比太古时代的祖先有了明显的变化。 例如南京城墙下的背阴处长着多株这样的植物，但个子小得像草一样。 ”。 徐洪河说。

科学家的研究表明，泥盆纪的地球曾是植物王国，但现在被证实的植物化石记录中有700多个家族。 泥盆纪有厘米级矮草本，也有乔木状参天大树。 有在孢子中繁殖的各种各样的蕨类植物。 也出现了依赖种子繁殖的最古老的裸子植物，出现了除被子植物以外的大部分植物群。 但是蕨类植物仍然是当时陆地上的霸主。

“我们将评估这些植物的化石是否属于森林。 最明显的识别标准是植被分层。 顶层是最高4米以上的冠层植物，中间层有高1米左右的灌木，下面有许多低矮的草本植物。 ”。 徐洪河告诉记者，这次在塔城发现的“最古老”森林都符合这些标准。 “这些大石松类，以及其他矮灌木和细小草本，都构成了我国最早的森林。 ”