（神秘的地球）据今日科学新闻：3亿多年前，远在第一批恐龙踏上地球之前，现在伊利诺伊州北部的大部分地区都是由热带沼泽、河流三角洲和浅海组成的庞大马赛克。巨大的树蕨高耸于缓慢的水道之上。鸟类大小的蜻蜓状昆虫在浓密潮湿的空气中飞舞。在地表之下，奇怪的海洋生物在微咸水中漂浮，原始脊椎动物在茂密的灌木丛中爬行。这是石炭纪，一个生物多样性和转型惊人的时期，当时地球正在为现代生态系统绘制蓝图。
今天，那个失落世界的古老节奏仍然通过石头向我们低语。在马松溪，这种声音最为清晰——一个多世纪以来，这个化石遗址一直吸引着科学家和化石爱好者。但多亏了密苏里大学和地质学家戈登·贝尔德领导的前沿研究，这些低语已经发展成为更深刻的东西：对海平面上升边缘古代生命的详细、数据驱动的描绘。
铁和时间锻造的化石
Mazon Creek之所以如此引人注目，不仅是因为其化石的年代，还因为它们被保存得如此精致。虽然世界各地的许多化石床都提供了硬骨和硬壳的一瞥，但马宗溪为我们提供了很少石化的动物的肉、皮肤，甚至柔软的身体。怎么用？答案在于该地点独特的地质化学性质。
当古代生物在石炭纪海岸线的淤泥质浅滩中死亡时，它们迅速被埋在沉积物层下。仅这一点并不罕见。但在这里，在这些三角洲和泻湖的缺氧泥浆中，发生了一些非同寻常的事情。当微生物开始分解死亡的生物体时，它们改变了周围环境的化学性质，引发了菱铁矿的形成，菱铁矿是一种碳酸铁矿物。这种菱铁矿在腐烂的尸体周围形成了坚硬的圆形结核，使它们与时间隔绝。
每个菱铁矿结核都是一个时间胶囊，不仅保存了骨骼和外骨骼，还保存了整个生态系统的惊人细节。在这些铁茧中，有水母、蕨类植物、虾、蠕虫等，有时它们会被精细地石化，以至于它们的身体轮廓可以清晰地看到。对于古生物学家来说，打开马松溪的结核就像打开石炭纪的故事书。
发现的一生，被技术唤醒
Gordon Baird是我们对Mazon Creek了解的最重要贡献者之一，他是一位资深地质学家，在20世纪70年代及以后的工作帮助定义了该遗址的化石记录。多年来，他精心收集并编目了一个巨大的化石宝库——来自大约350个不同地点的30多万个菱铁矿结核——现在存放在芝加哥的菲尔德博物馆。
但是，尽管Baird的早期分析为Mazon Creek的研究奠定了基础，但他的收藏的真正潜力一直处于休眠状态——直到现在。
在一项开创性的合作中，密苏里大学艺术与科学学院的研究人员与Baird联手，使用现代成像技术和数据科学工具重新分析了这个庞大的化石档案，这些技术和工具在化石首次收集时根本不存在。领导该项目的是Jim Schiffbauer博士，他是一位地质科学教授，对古代生态系统和化石保护充满热情。
他们的研究最近发表在《古生物学》上，是迄今为止解开马松溪生态历史的最全面的尝试，它已经改变了科学家对石炭纪世界的看法。
三个古代世界，一条失落的海岸线
Baird在他的原始工作中确定了两种主要的动物群——反映马宗溪不同栖息地的动物化石群。其中一个组合来自近海海洋环境，富含水母、海葵和其他软体海洋生物。另一种来自沿海三角洲，淡水、河口和陆地物种混合在一起，可能被洪水和风暴冲走。
但新的分析更进一步。利用Mizzou的X射线微分析核心的先进X射线成像和计算建模，研究人员发现了第三个过渡栖息地——代表浅水近岸水域和深海生态系统之间边界的底栖海洋区。
化石记录中长期暗示的这个中间带，有助于填补古环境难题中缺失的关键部分。它揭示了不同生物是如何按栖息地分类的，以及水深和沉积的微妙变化如何极大地影响哪些生物被石化。
正如Schiffbauer所解释的那样，“这些古老的环境都由特定的动物群体主导。例如，你可以在离海岸最近的地方看到两栖动物和原始昆虫等淡水物种，在离岸更远的地方看到水母和刺胞动物，在过渡的底栖区看到蛤蜊和环节线虫。”
对Mazon Creek的这种更微妙的看法不仅仅是分类学。这是关于重建一条古老的海岸线，关于理解生命、水和沉积物在石炭纪黄昏时是如何跳舞的。
运动中的化石：死亡与腐朽之舞
了解这些化石是如何形成的，与编目它们所含的内容同样重要。在马宗溪，化石化不是一个单一的事件，而是一个过程——生态、化学和时间的复杂相互作用。
在石炭纪时期，伊利诺伊州的大部分地区位于赤道附近，土地上以巨大的煤沼泽为主。随着海平面的周期性上升和下降，沿海三角洲被淹没，森林和低地被淤泥层淹没。这些溺水事件为化石形成创造了有利条件。
不同的沉积环境——无论是沼泽、三角洲还是浅海——都创造了独特的微生物和地球化学条件，塑造了生物体的保存方式。有些埋得很快，有些埋得更慢。一些在低氧泥浆中腐烂，从而保存了软组织。其他则被细菌菌落包围，有助于启动菱铁矿壳的生长。
“不同的环境影响了生物体被埋葬的速度和深度，以及在什么特定的地球化学条件下开始石化，”Schiffbauer指出。“这反过来又塑造了某些微生物生活的地方，并帮助形成了构成今天这些化石周围结核的矿物质。”
这令人震惊地提醒我们，化石化不仅仅是偶然的。这是一首由生与死共同谱写的化学交响曲。
从煤矿到生命的宇宙
Mazon Creek的故事也是一个工业的故事。是煤矿开采，而不是科学，首先暴露了伊利诺伊州土壤下富含化石的层。当矿工们在科尔切斯特煤层中挖掘时，他们无意中发现了北美最伟大的古生物遗址之一。
现在，像Baird和Schiffbauer这样的研究人员正在努力将这些古老的煤层与其上方的生态系统联系起来。通过开发一种新的沉积学模型，他们希望展示石炭纪海平面上升和三角洲变化是如何塑造化石遗址和煤矿床本身的。
这不仅仅是学术上的。石炭纪是一个由气候和海平面波动驱动的剧烈生态变化时期，这些条件与我们今天面临的条件没有什么不同。通过了解古代生命如何适应（或未能适应）环境压力，我们对当时和现在生态系统的恢复力和脆弱性有了宝贵的见解。
涟漪效应甚至更为深远。正如Gordon Baird所强调的那样，“对马松溪地区的信息进行提炼将有助于更深入地了解其他煤盆地中的类似矿床。”这些发现可以帮助科学家以更清晰的视角重新审视世界各地的化石记录。
Mazon Creek的活遗产
最后，马松溪不仅仅是石炭纪的一扇窗户。这提醒我们大自然是如何保存记忆的。它告诉我们，即使在死亡中，生命也会留下故事——刻在石头上的故事，等待合适的工具、合适的问题和合适的头脑来解读它们。
得益于密苏里大学、纽约州立大学弗雷多尼亚分校、东北伊利诺伊大学、多伦多大学密西索加分校和私营部门的研究人员的不懈努力，马松溪的化石记录不再只是一堆奇珍异宝。这是对整个世界的统计支持、生态丰富的重建。
对于古生物学专业的学生来说，它提供沉积学、埋藏学和进化论方面的课程。对于公众来说，它提供了一个奇迹——一个不仅看到地球现状，而且看到它曾经的样子，也许还能再次看到它的样子的机会。
“它提供了石炭纪晚期令人难以置信的多样性的真实快照，”Schiffbauer说。“它允许推断食物链的复杂性以及这个生态系统是如何运作的。”
马松溪是被遗忘的海岸线的回声。这是蕨类植物、鱼类和早已消失的生物的铁锈色记忆。现在，多亏了科学，它比以往任何时候都说得更清楚。
本网页内容旨在传播知识，若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。