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古生物化石对地球历史

古生物化石对地球历史

《痕迹学理论与应用》论文

古生物化石对地球历史的影响与意义

姓 名:秦 玉 霞 10班 级:地质本 10-2 学 号:321003010207 老 师:宋 慧 波 日 期:2011.12.21

朋友,如果你是一个科普爱好者,或是一个善于探秘的人,一定 会对各地的自然博物馆和地质博物馆感兴趣, 因为博物馆里有许多鲜 为人知的秘密。你会看到诸如恐龙、大象等大型动物的化石,也会看 到长在石头里的树叶和小鸟……这就是化石。 虽从表面看只是石头而 已,但你可知道,它可是地质学家们开启地球历史之门的一把重要钥 匙。你是否想了解一下:化石是如何形成的?专家们为什么把它当成 “心肝宝贝”呢?如果你有兴趣的话,今天,就让我们一起来了解古 生物化石的奥秘吧——古生物化石是什么?它是如何形成的? 要了解古生物化石知识, 首先要知道古生物化石是人类史前的一 些地质痕迹。所谓史前就是正式历史记载之前的人类发展史,包括早 期猿人、晚期猿人、母系氏族以及有关三皇五帝的传说史,直到最后 建立夏朝。这段时间的跨度大约为 170 万年前到公元前 21 世纪。那 么,再来说什么是古生物化石吧。古生物化石在地质术语上指的是人 类史前地质历史时期形成并赋存于地层中的生物遗体和活动遗迹, 包 括植物、无脊椎动物、脊椎动物等化石及其遗迹化石。 那么,化石是如何形成的呢?原来,在遥远的过去,地球的内部 很不稳定,火山爆发、海啸、泥石流时常发生,当时的一些生物突然 被沉积埋藏,以后随着漫长地质年代,沉积物形成石头,这些被埋藏 的生物就变成了化石。当时的生物都能转为化石吗?答案是否定的,

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据古生物学家研究,古代生物万个个体,有一个个体保存成化石就算 是 “幸运儿” 了。 而能被人们发现、 采集和研究的化石比例就更低了。 为什么有的生物能形成化石而有的不能呢?其中的因素很多,但 主要取决于生物本身和地质环境。 具有硬体的生物保存为化石的可能 性较大,像各种贝壳、动物的骨骼等。此外,植物的叶子和笔石的体 壁等,虽然容易遭受破坏,但是不容易溶解,在高温下能够炭化而成 为化石。而动物的内脏和肌肉等软体容易被氧化和腐蚀,除了在极特 殊的条件下就很难保存为化石。 化石的形成和保存还需要一定的埋藏 条件。 生物死亡后如果能够被迅速埋藏则保存为化石的机会就多。 如果 生物遗体长期暴露在地面或者长久留在水底不被泥沙掩埋, 它们就很 容易遭到活动物的吞食或细菌的腐蚀,还容易遭受风化、水动力作用 等破坏。在特殊的条件下,松脂的包裹和冻土的掩埋甚至可以保存完 好的古生物软体,为科学家提供更为全面丰富的科学研究材料,琥珀 里的蜘蛛和第四纪冻±中的猛犸象就是这样被保存下来的。 时间因素 在化石的形成中也是必不可少的。 生物遗体或其硬体部分必须经历长 期的埋藏,才能够随着周围沉积物的成岩过程而炭化成化石。有时虽 然生物死后被迅速埋藏了, 但是不久又因冲刷等各种自然力的作用而 重新暴露出来,这样它依然不能形成化石。 通常情况下, 古生物化石分为实体化石、 遗迹化石和化学化石(或 分子化石)三类。

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实体化石——古代生物的遗体本身全部或部分保存下来的化石, 亦称遗迹化石——地质历史时期生物活动时产生在底质表面或其内 部的各种活动痕迹所形成的化石,例如高级动物行走时留下的足迹, 脚印,低级动物移动时留下的移迹,钻孔生物在石质底质中钻蚀的栖 孔和在软底质表面或内部挖掘的潜穴等。植物的根系,动物的粪团、 粪粒、蛋、卵,珍珠,胃石等生物代谢、排泄和生殖的产物,甚至古 人类使用的石器和骨器等遗物,也称遗迹化石。 化学化石(或分子化石)——保存在地层及化石中的古生物的残 留有机组分。 古代植物的遗体或它们的印痕称为植物化石, 古代动物的遗体或部分 遗体称为动物化石。 个体较大一般不需要利用显微镜即能进行研究的 化石称为大化石(包括大部分古无脊椎动物和古脊椎动物); 而需要利 用显微镜才能进行研究的微小化石称为微体化石;子个体特别微小 (一般小于 10 微米)、通常需要在电子显微镜下进行观察研究的微小 化石称为超微化石。 古生物化石的科学意义 20 世纪 90 年代初,南阳西峡大量恐龙蛋化石的出现,震惊了世 界,成为专家们眼中的“世界第九大奇迹”。化石在普通人眼里,可 能是金钱,也可能是普通石头,但在专家眼中,那可是宝贝呢!这是 为什么呢? 第一,古生物化石是划分和对比地层的主要依据。每一地质年代 都有地层的形成。因此,每一地质年代单位都有一个相应的年代地层

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单位。地层是研究地球发展规律的物质基础,也是地质工作者必须研 究的对象。地层学就是研究地层在时间和空间上的发展分布规律。古 生物学的方法是目前地层学研究地层划分和对比的行之有效的主要 方法。 第二,古生物化石是识别古代生物世界的窗口。化石是生命的记 录。通过对各地、各时代化石的不断发现和挖掘,以及利用生物学和 地质学等知识对化石的形态、构造、化学成分、分类、生活方式和生 活环境的不断研究,地球有生物圈以来,特别是后生生物(由多个细 胞组成,有组织器官分化的生物)出现以来,千变万化的古代生物就 可被逐步识别,古代生物的形态就能得到复原,古代的生物世界就能 被栩栩如生地再现给世人, 古代生物在全球的地质地理分布就能不断 得到揭示,古代生物的系统分类或谱系就可逐步完善起来。 第三,古生物化石为生命的起源和演化研究提供直接的证据。从 老到新的地层中所保存的化石,清楚地揭示了生命从无到有、生物构 造由简单到复杂、门类由少到多、与现代生物的差异由大到小和从低 等生物到高等生物的一幅生物演化的图。 地层中化石出现的顺序清楚 地显示了从细菌一藻类一裸蕨一裸子植物一被子植物的植物演化, 和 从无脊椎一脊椎动物的动物演化, 以及鱼类一两栖类~爬行类~哺乳 类到人类的脊椎动物的演化规律。 第四,古生物化石是重建古环境.古地理和古气候的可靠依据。 各种生物生活在特定的环境中, 生物的身体结构和形态能反映生活环 境的特征,如现代的珊瑚、腕足类、头足类、棘皮动物等是海洋中的

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生物,河蚌类、鳄类则是河流或湖泊淡水生物,松柏类、马类为陆地 生物。陆生植物和海洋生物的脂肪酸组成有别,大多数生物的痕迹在 滨海或湖泊、河流近岸地带。遵循“将今论古”的原 i《U,可依据 化石重建不同地质时代的大陆、海洋、深海、浅海、海岸线、湖泊、 甚至河流的分布, 了解水质的含盐度, 大陆、 湖泊, 海洋底部的地形, 恢复古代的气候。揭示沧海桑田的古地理和古气候变迁历史。 第五,古生物在沉积岩和沉积矿产的成因研究中有着广泛的应 用。有些沉积岩和沉积矿产本身是生物直接形成的。如煤是由大量植 物不断堆积而形成的, 石油、 油页岩等矿产的形成直接与生物有关系。 很多碳酸盐岩油田与生物礁相关,硅藻土由大量的硅藻硬壳堆积而 成,有孔虫石灰岩由有孔虫形成,介壳石灰岩由贝壳形成,藻类灰岩 由藻类形成。动植物的有机体还常富集诸如铜,钻、铀、钒、锌、银 等成矿元素。 古代含有浓缩矿物元素的古生物大量死亡、 堆积, 埋葬, 有可能形成重要的含矿层。细菌在很多方面影响沉积作用,是一个重 要的地质作用因素,也是地壳地球化学循环的一个重要环节。细菌化 石的研究对沉积岩和沉积矿产的成因研究非常重要。 中国所有大中型 煤田, 油田、 油气田, 甚至沉积铁矿等能源和沉积矿床的勘探与开发, 均离不开古生物学的研究和指导作用。 第六,古生物的兴衰史为人类提供了保护地球的经验和教训。生 物的起源、发展和演化经历了漫长和极端艰难坎坷的历程。根据化石 记录,科学家们目前已经发现,地质历史时期地球上曾发生过 6 次大 的和无数次中、小型生物灭绝(集群灭绝)事件。通过古生物工作者们

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能揭示出更多的生物起源与演化的规律, 并能为人类控制生态平衡和 保护人类的家园——地球,提供大尺度的历史的和科学的借鉴。 朋友,让我们珍惜它吧——化石。在记录地球 46"IL 年沧海桑田 的变化中,它为我们留下了了解地球历史的一把钥匙。其实,除了科 学研究之外,化石的美学价值、文化价值和社会价值也很大。许多造 型美观的化石既是自然遗产,又是天成的艺术品。国外发达国家许多 普通人都是化石的爱好者和收藏家,通过收藏化石,既能了解自然历 史等科学知识,又起到了修身养性、陶冶情操的作用。近年来随着我 国经济的发展和人民生活水平的提高, 也出现了一批化石爱好者和收 藏者,他们的活动不仅起到了一定的科学普及作用,而且还在很大程 度上促进了古生物学的发展。

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