长兴的秘密

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我国浙江省杭州市西北100多公里，有一个美丽而神秘的地方：长兴县。在长兴县煤山镇群山中，有一片数十米高、几百米宽的层层叠叠的岩石，科学研究证明这片岩层形成于地球历史上二叠纪晚期和三叠纪早期。而地球历史上最大规模的一次生物灭绝，就发生在二叠纪与三叠纪之交。当时地球上95﹪ 以上的物种突然消亡，那时究竟发生了什么灾难，答案就忠实地记录在这片岩层中，这里成为科学家研究生物大灭绝的重要场所。（图1）

2011年初春，一个考察小组跟随我国地质科学家张克信来到长兴煤山。张克信，中国地质大学教授，他在我国老一辈科学家杨遵仪、殷鸿福院士指导下，已对这片岩层进行了多年研究。

小组跟随张教授来到一段岩层前，这片岩层东西宽100多米，上下高50多米，像一块大蛋糕被一把巨大的刀子切去了一半，露出里面层层叠叠的结构。

张克信：这样的岩层在地质学上叫作地质剖面，是科学家研究地球历史的重要窗口。长兴煤山剖面由于交通便利、岩层次序完整清晰，适于科学研究，长久以来就是科学家首选的研究二叠纪三叠纪界线地层的重要剖面。早在1931 年，美国著名地质学家葛利普就曾到过长兴。这片深灰色的岩层被葛利普命名为长兴灰岩。从那时到现在，众多的科学家和科研团队纷至沓来，试图在这里找到二叠纪三叠纪之交生物大灭绝的原因。（图2）

漫长的地球历史，被记录在不同时期的剖面中。要研究一个地层剖面，首先要把这个剖面像一本书一样分出篇章和页码，在地质学上叫作剖面分层。剖面分层是怎么进行的呢？对剖面分层基本依照岩层之间天然形成的分界线划分，每一层岩石都是亿万年前在海底沉积而成。沉积的时间不同，每层的厚度随之不同，通常一层十几厘米厚的岩石要经过十多万年的沉积。底层岩层时间久远，越往上面越年轻。

分好层的剖面就像一页页无字的书稿，每一页都隐藏了巨大的信息。第25、26层范围内的剖面，是张克信团队研究的重点。

张克信：这样分层号的方法，全世界地质研究都这么用。25、26层加起来10厘米厚，通常叫界线粘土层，真正的粘土层是25层，4厘米厚，叫白粘土层。26层有6厘米厚，叫黑粘土层。二叠纪末生物大灭绝的灭绝线是在25层底，就是在白粘土层之下。

通过长期的分析检验，科学家发现在25层下面的灰岩里，大量分布着二叠纪末期的海洋生物化石，然而这些化石，却绝大多数穿不过第25、26层，在25、26层之上的岩石中，生物含量变得非常稀少。据统计，将近 95﹪的物种过不了粘土层。（图3）

在世界各地的岩层中，都有这种奇特的现象，科学家据此推测在这层粘土层发生了一次空前的全球范围的生物大灭绝。

张克信：粘土层是当前国际上非常热的一个研究点。主要是它为什么和生物大灭绝联系在一起，它们之间有什么关系？

这神秘的粘土层就像一层有无穷魔力的屏障，分隔开了两个世界，那这层粘土到底包含了什么样的信息？又隐藏了怎样的秘密？考察小组采集粘土层样本带回实验室，借助科学仪器进一步分析。

殷鸿福（中国科学院院士）：现在一般认为，地球有明显生物以来，曾经经历过5次大的生物灭绝。这几次大灭绝当中最大的就是二叠纪三叠纪之交的这次。古生代的生物绝大多数越不过这次大灭绝。但最有名不是这次，最有名的是6千多万年前中生代和新生代之交恐龙灭绝的那次。地质研究发现，地球有大的活动周期。每隔一段时间地球就会有大的变动，从地球内层到表层，一系列的变动。最后必然要影响到生物，生物是表层的一部分。生物大灭绝，并不都是95﹪，95﹪就是二叠纪三叠纪之交这一次。

6500多万年前，恐龙是地球的霸主，海洋陆地天空到处都有它们的身影，然而在很短时间内，恐龙在地球上永远灭绝了。科学家们在研究恐龙化石时惊奇地发现，和长兴剖面的粘土层一样，所有恐龙都灭绝在一层几厘米厚的粘土层之下，硕大的恐龙竟然活不过薄薄的一层粘土，这层粘土马上成了各国科学家研究的热点。

张克信：国际上研究黏土层的人很多，发现黏土层中化学元素铱含量非常高。

铱元素在地球地壳内的含量非常微少，而在外星球上含量却非常地高，地球地壳内铱元素的含量和外星球相差数千倍之多。在记录了恐龙灭绝重要信息的那个粘土层之中，却检测出含量惊人的铱元素。科学家据此推测，在6千多万年前，曾经发生过一次猛烈的小行星撞击地球事件，把大量的铱元素带到了地球表层。

张克信：之后，国际上又有很多人测试白垩纪和第三纪（古近纪）界线的铱含量，在全世界测试了70多个地方，含铱量值都很高。小行星撞击的证据比较充足。绝大多数人认为是小行星撞击形成这次生物大灭绝。

科学家推测，六千多万年前一颗直径达十多千米的小行星和地球相撞，撞击产生的能量相当于上万颗广岛原子弹同时爆炸，全球的恐龙因此灭绝了。那么记录着恐龙大灭绝信息的粘土层是怎么形成的呢？在小行星撞击地球之后的数年时间里，撞击形成的漫天灰尘逐渐降落下来，在全球范围沉积成了一层几厘米厚的粘土层，这层粘土层也就成为科学家寻找恐龙灭绝原因最重要的证据。

而位于浙江长兴剖面的粘土层和它有着惊人的相似，同样也是几厘米厚，同样也在全球广泛分布，同样也是一次生物大灭绝的界线，不同的是恐龙灭绝发生在六千多万年前，而二叠纪末的生物大灭绝发生在两亿多年前。到底是什么原因导致二叠纪末95﹪的生物大灭绝呢？

张克信：国际和国内都有学者认为，煤山剖面这10厘米厚的粘土层是小行星撞击形成的，他们从这个角度来研究，主要是和白垩纪与第三纪（古近纪）的界线粘土，就是6500万年前恐龙绝灭的那个粘土层对比。

有迹象表明，浙江长兴煤山剖面的界线粘土层中铱元素含量有异常，这引起了科学家们的高度关注，他们据此推测，二叠纪末的生物大灭绝会不会也是小行星撞击地球所导致的呢？但殷鸿福教授等人认为，要做出科学的论断，必须要经过长期、全面、大量的检测，得出确凿的结果才行。

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