我们如何在海滩上发现一种罕见的巨型千足虫化石以及它为何重要

导读 你有没有在假期里偶然发现一块巨大的化石?这就是 2018 年 1 月我和两个朋友在英格兰北部 Howick 的一个海滩上发生的事情,当时正在英

你有没有在假期里偶然发现一块巨大的化石?这就是 2018 年 1 月我和两个朋友在英格兰北部 Howick 的一个海滩上发生的事情,当时正在英格兰和威尔士进行地质公路旅行。这纯属侥幸,但事实证明,我们发现了这种具有 3.26 亿年历史的巨大比例的千足虫类动物的遗骸。

我们的研究表明,这种生物的宽度约为 50 厘米,长度约为 2.5 米——大约与鳄鱼一样长——因此我们可以有把握地得出结论,我们发现了一种关节胸膜的化石,这是有史以来最大的无脊椎动物。

它是一种经常在描绘地球石炭纪的艺术和博物馆展览中发现的生物。那是大约 360 到 2.98 亿年前,与丰富的产煤热带雨林有关。把它放在上下文中,恐龙在地球上漫游已经有 1 亿多年了。

直到现在,这种远古巨兽的大型身体化石还很少见。我们的知识依赖于拼凑来自几个站点的线索片段。明显属于巨型节肢动物的腿和外骨骼的孤立碎片,或罕见的近乎完整的幼年节肢动物标本,尽管它们是长度不超过 5 厘米的微型例子,但它们可以揭示动物的身体结构。

也许最重要的是,石炭纪地球上爬满了类似千足虫的巨型动物的最常见证据来自微量化石。它们是动物穿过或越过沉积物留下的沉积岩中的图案。就 Arthropleura 踪迹化石而言,从犹他州到乌克兰的石炭纪砂岩经常被断断续续的电车线路纵横交错,这些电车线路证明了巨大的节肢动物有很多很多的腿,在它们穿越失落已久的海滩和河床时留下了足迹。超过 50 厘米宽的轨道相对常见,尽管从未发现过接近这些尺寸的身体化石。

偶然发现巨大的化石

我们发现的故事开始于我和我的同事推出英格兰和威尔士的地质图并绘制了一条路线,该路线将带我们在两周内穿越数百万年的地球历史,追溯到 5.6 亿年前。

这意味着来回的旅程,环游全国 3,000 公里,目的是在沿海悬崖、道路切割、废弃的采石场和山坡上停留。这次旅行主要是社交旅行,但我们一直在睁大眼睛等待地质故事以进一步探索——我们不接受有时低声说英国的地质已经“完成”并且没有更多东西可以发现的神话。

我们的一站将我们带到了位于苏格兰边境以南约 40 公里的诺森伯兰郡 Howick 的海滩。

下午沿着海岸向南游荡后,由于黄昏来临,我们正准备返回傍晚。就在我们爬回悬崖之前,我的一个朋友发现了一块最近倒下的砂岩。它从中间裂开,偶然在碎石的两侧露出了一块神秘的化石——一个 76 厘米长的 12 到 14 段的集合。我们拍摄了尽可能多的照片和笔记,并联系了世界各地的一些石炭纪节肢动物专家。他们都证实它一定是 Arthropleura。

因此,在获得自然英格兰和土地所有者 Howick 庄园的许可后,我们于 2018 年 5 月返回现场收集化石。

化石的收集涉及将大锤和气动凿子带到倒下的街区,我们能够完全挖掘出一块化石。不幸的是,第二块板在我们移除时裂开了,这意味着这块板现在是一个大约十块的拼图游戏。但即使这样也被证明是偶然的,因为它让我们看到了化石的横截面。

为什么它很重要

这块化石虽然不完整,但尺寸为 76 厘米 x 36 厘米,重量超过 80 公斤,因此它从一个稍小的奥陶纪三叶虫标本(加拿大已灭绝的海洋节肢动物群)中摘取了最大节肢动物化石的冠冕。

它也是迄今为止发现的最大的节胸膜化石——在我们发现之前,最大的半完整化石在法兰克福的森肯伯格博物馆展出,宽度只有 23 厘米。

更重要的是,使用从更小、更完整的节肢动物标本中获得的宽长比估计值,我们可以估计它在生活中再次打破了有史以来最大的节肢动物的记录,这一次来自德国的泥盆纪海蝎子。

这一发现增加了来自 13 个不同国家的 60 个地点的关节胸膜证据的全球记录。总的来说,这些标本都出现在非常靠近古代赤道的地方——当时赤道穿过北美,穿过英国和欧洲到达乌克兰——这表明该属的地理范围非常有限。

值得注意的是,Howick 标本是巨大节肢动物最古老的证据之一,并且早于石炭纪大气氧气的任何重大上升——此前曾有人认为这是节肢动物长得如此之大的原因。这意味着,有机体之所以如此庞大,可能仅仅是由于环境因素,例如丰富的食物(例如,木本植物碎片)和缺乏脊椎动物的竞争。

化石的沉积地质学也很有趣——与许多已知的痕迹化石一样,Howick Arthropleura 显然不是生活在石炭纪煤沼泽中,而是生活在一条被小河流穿过的沙质海岸线上的开阔树木繁茂的栖息地。

因此,我们的发现有助于完善这些巨型节肢动物的图像。

然而,最重要的方面可能是发现本身。它表明,世界上最大的节肢动物化石仍然有可能仅仅坐在海滩上就被发现,这个世界人口稠密的地区已经被地质学家、游客和矿工拖网了近 200 年。

一个古老的鳄鱼长度的千足虫本身就是美妙的。但这一发现表明,只要人们继续寻找,从地球的地质记录中还有更多意想不到和壮观的发现有待发现。

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