考古学家和科学家如何准确无误地知道化石有多古老

发布时间: 2023-09-27 17:02:05 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 80

科学家是怎么知道恐龙化石的年龄?恐龙生活在三叠纪、侏罗纪、白垩纪,距今2.3亿-6500万年以前,大型的恐龙在陆地上统治了1.6...

考古学家和科学家如何准确无误地知道化石有多古老

科学家是怎么知道恐龙化石的年龄?

恐龙生活在三叠纪、侏罗纪、白垩纪,距今2.3亿-6500万年以前,大型的恐龙在陆地上统治了1.6亿年之久。我们常常听到,在某地发现了距今8000万年或者是一亿年前的恐龙化石,那么科学家是根据什么测得恐龙化石的年龄的呢?

有些同学可能脱口而出,说是通过碳十四测年法得出来的。其实,这个说法是错误的,碳十四测年法只能适用于距今4-5万年以内,最多结合其它证据,可以测6万年以内的东西,再远一些就无能为力了。

碳14测年

什么是碳十四测年法:

我们知道,碳元素拥有几种同位素,分别是碳12、碳13、碳14,碳12是稳定的同位素,所以它在自然界中广泛存在,约99%的碳以碳12存在,碳13是相对稳定的,约有1%的碳以碳13存在,碳14是最不稳定的同位素,所以它要进行β衰变,从而变成稳定的氮-14原子。正是因为此,自然界中的碳14含量极为稀少,只有0.0000000001%的碳以碳14存在。

在环境中,碳12与碳14的比值是固定的,生物体在活着的时候,会摄入碳14,最终在体内碳12与碳14的比值与外界环境中是一致的,而当生物体死亡的时候,碳14的摄入就会停止,体内碳14的含量就会因为不断衰变而减少,碳14的半衰期为5730年,如果测得了碳14的余量,就大致知道了生物体死于何时。

然而,由于碳14半衰期的限制,在其它证据充分的情况下,最远可以测定的年限是六万年以内。因为恐龙的生存年代是6500万年之前,所以碳14测年法是无法应用到恐龙身上的。

那怎么办呢?

办法很简单,找半衰期长一点的同位素不就行了吗,比如铀铅测年法,铀铅测年法涉及两个衰变系,一个是半衰期为44.7亿年的铀-238至铅-206衰变系,另一个是半衰期为7.04亿年的铀-235至铅-207衰变系。半衰期比之前碳14的半衰期要久远得多,因此,使用这个办法可以测的时间范围是距今100万年至45亿年前。

但是,题目问的是如何测恐龙化石的年限,所以铀铅测年法只是起到了辅助作用,判断恐龙化石的年限,需要知道恐龙化石位于何时期的地层,由于不同时期的地层都具有鲜明的特征,这已经在人类的数据库中了,不同的地层对应着不同的年龄,知道了恐龙化石发现于什么地层,就可以知道年限了,当然也可以依据其它辅助证据,对恐龙化石周边的遗迹进行辅助测定。

而像铀铅测年法、铷锶测年法这些放射性同位素年龄测定法,可以用于测地层的年限,知道不同地质层的年龄,这样的话,就可以制定统一的标准,因为地球表面的岩石始终遵循着上新下旧的规律。

测恐龙化石的年限可不是用碳14测年法的哦,这回知道了吧,知道恐龙化石的年龄,主要的依据是该恐龙化石发现于何时期的地层,再结合其它的辅助证据,就可以相对精确地知道恐龙化石的年龄了。

其实科学家们主要就是根据碳元素来进行推断的,因为我们对于碳元素的来源是比较的肯定的,根据它的变化和它质量的变化可以推断出时间。
我觉得高中的时候我们有学过通过碳12的一个含量变化,因为它的时候是呈指数平方的,倍数就是消失的嘛,所以撞他化石当中碳12的含量就可以得到恐龙化石的时间
可以通过测碳14的余量,就能知道生物死的时间。

树木可以根据年轮来判断年龄,恐龙化石是如何判断恐龙年龄的?

用什么量器测量化石的历史?

科学家说,某个化石的历史,可是他是用什么测量仪器测量的呢?
C14
化石碳元素有一定比例的C-14。C-14含量不再增加,随时间推移,C-14数量将因放射性衰变而逐渐减少。因此,测定C-14含量,与活木C-14含量比较,就可以判断灰烬年代(C-14半衰期为
5700年)
顺便说一句:p=(1/2)^(t/5700){指数函数型}
自然界中碳元素有三种同位素,即稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C。
14C由美国科学家马丁·卡门与同事塞缪尔·鲁宾于1940年发现。
14C的半衰期为5730年,14C的应用主要有两个方面:一是在考古学中测定生物死亡年代,即放射性测年法;二是以14C标记化合物为示踪剂,探索化学和生命科学中的微观运动。

利用宇宙射线产生的放射性同位素碳—14来测定含碳物质的年龄,就叫碳—14测年。已故著名考古学家夏鼐先生对碳—14测定考古年代的作用,给了极高的评价:“由于碳—14测定年代法的采用,使不同地区的各种新石器文化有了时间关系的框架,使中国的新石器考古学因为有了确切的年代序列而进入了一个新时期。

那么,碳—14测年法是如何测定古代遗存的年龄呢?

原来,宇宙射线在大气中能够产生放射性碳—14,并能与氧结合成二氧化碳形后进入所有活组织,先为植物吸收,后为动物纳入。只要植物或动物生存着,它们就会持续不断地吸收碳—14,在机体内保持一定的水平。而当有机体死亡后,即会停止呼吸碳—14,其组织内的碳—14便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消失。对于任何含碳物质,只要测定剩下的放射性碳—14的含量,就可推断其年代。

碳—14测年法分为常规碳—14测年法和加速器质谱碳—14测年法两种。当时,Libby发明的就是常规碳—14测年法,1950年以来,这种方法的技术与应用在全球有了显著进展,但它的局限性也很明显,即必须使用大量的样品和较长的测量时间。于是,加速器质谱碳—14测年技术发展起来了。

加速器质谱碳—14测年法具有明显的独特优点。一是样品用量少,只需1~5毫克样品就可以了,如一小片织物、骨屑、古陶瓷器表面或气孔中的微量碳粉都可测量;而常规碳—14测年法则需1~5克样品,相差3个数量级。二是灵敏度高,其测量同位素比值的灵敏度可达10-15至10-16;而常规碳—14测年法则与之相差5~7个数量级。三是测量时间短,测量现代碳若要达到1%的精度,只需10~20分钟;而常规碳—14测年法却需12~20小时。

正是由于加速器质谱碳—14测年法具有上述优点,自其问世以来,一直为考古学家、古人类学家和地质学家所重视,并得到了广泛的应用。可以说,对测定50000年以内的文物样品,加速器质谱碳—14测年法是测定精度最高的一种。
量角器

如何判断化石有多古老?


  14700年前,旧石器时代的猎人曾在如今的墨西哥设下陷阱、捕捉猛犸象;5.5亿年前,一头不知名的海洋生物曾在沙地上留下了自己的足迹;16万年前,神秘的丹尼索瓦人来到了南亚地区;8000万年前,一头恐龙产下了一枚蛋,但并未孵化。

  确定这些化石的年龄可以帮助我们判断其所属的时期、进行正确的时间排序。假如没有了这项技能,考古学家和古生物学家都会变得茫然无措。但我们这些普通人要么将这项本领视作理所当然,要么对其一知半解。在本文中,我们将向你介绍一些化石年龄的测定方法。

  如果没有现代测年技术的加持,地球 历史 上的许多重要时刻都将不为人知。当然,科学家可以看出这些猛犸象的骨头、石灰岩中铭刻的线条、以及奇特的人类下颚骨都非常古老,但如果无法得知它们的准确年龄,这种判断也就毫无意义了。测不出精确的年龄,科学家就无法将这些化石放在特定的进化或地质学背景下进行考察、或是开展对比分析,其它重现远古 历史 的任务也根本无法完成。

  从认识论角度来看,化石年代的测定同样具有重要意义。《圣经》的信奉者们简称,地球年龄只有6000岁。而根据现代测年技术,这种言论简直大错特错。可以毫不夸张地说,精确的化石年代测定可以让我们真正认识自身、以及了解自己在宇宙中的位置。

   找到正确的化石

  早从数百年前开始,科学家就在尝试判定化石年龄了。如今,各种化石测年技术与方法已经相当先进。当然,这并不意味着这个过程轻而易举、毫无挑战,并且这些技术依然有进步空间。

  化石测年的第一步是,确保研究对象真的是一块化石。这话听着奇怪,但其实不无道理。因为许多被送到科学家那里分析的东西其实并不是化石,只是长得和化石很像而已。

  “这些东西可能只是岩石上的刻痕、石头上不均匀的侵蚀痕迹、或者岩石上某种‘长相奇特’的矿物质,显得它仿佛曾经有过生命一样。”因斯布鲁克大学地质学家与激光断代专家迈克尔·梅耶解释道,“因为许多人并不清楚化石是如何形成的,而且人类总是倾向于‘辨认出’自己认识的形状,所以总有人以为自己发现的石头也许是一块化石。”

  曾有人给梅耶送去过一些所谓的“足部”和“鸭子”化石,但最终证明,这些只是长相奇特的石块而已。至于哪些东西可以算作化石,梅耶给出了两种比较宽泛的定义:化石可以是过去生命留下的任何痕迹,一般是变为石块的有机质;或者只要是古代生命留下的任何迹象即可。

  加州理工学院人类学家布里吉特·艾利克斯表示,研究人员有时会找错断代的对象。例如,考古学家可能想弄清一座古代城市被毁灭的具体时间,于是对遗址中发现的一些烧焦的木炭或骨骼进行了断代分析,但这些东西并不一定与城市的毁灭直接相关。或者说,考古学家想测定一块尼安德特人骨骼的年龄,结果错拿了附近一头动物的骨头,而这头动物“也许是在多年之后才误入岩洞、死在了这里的,与尼安德特人没有一点关系。”艾利克斯强调,“找到能够解答你的问题的正确化石”,是一项重大挑战。

  幸运的是,“几乎任何东西都可以进行年代测定,但时间、资金、以及发现化石的环境,都是阻碍化石断代的最大问题。”梅耶指出,“因为给化石断代是一项非常繁重的工作。”

  在原始环境中发现的化石是最容易断代的,因为化石本身、以及化石周围的信息量都很充足。相比之下,在其它环境中发现的化石(比如一枚在井下埋藏了85年、但真实年龄足有14万年的头骨)则难以进行年代测定、并且成本高昂。至于年代测定是否有上限,如果不考虑时间和资金问题,那么答案就是“没有”。地球上最古老的岩石可以追溯到37.7亿至39.5亿年前,而最古老的化石可追溯至约34.2亿年前。

  科学家通常会将两种测年方法结合使用:相对测年法与绝对测年法。相对测年法是指,将化石按“最古老”到“最年轻”的顺序排序;而绝对测年法则是指确定某个物体所处的具体年代。

   埋得越深,(也许就)越古老

  相对测年法从18世纪就开始采用了,而且除了铲子之外,基本不需要用到其它技术。艾利克斯指出,最简单的测年方法往往是最准确的,最终得出的数据也是最有用的。

  艾利克斯解释道,相对测年法的逻辑一般是“东西埋得越深,一般就越古老”。梅耶指出,这就是所谓的“层序律”:“比较古老的物质一般都会埋在比较年轻的物质下面,就像一堆脏衣服一样。”早年一位名叫查尔斯·莱伊尔的地质学家就将相对测年法发挥到了极致。他通过拥有现存亲属物种的动物在岩石中所占的比例,总结出了一张简单的年代分布图,在无法精确测定年代的情况下,判定了不同物种的相对生活时间。在此基础上,他率先提出了更新世、上新世、中新世、以及渐新世等第一批远古地质年代的名称。

  艾利克斯指出,在同一环境中发现多件物品时,也可以采用相对测年法。例如,如果发现了一枚标有日期的硬币,就可以用其判断周围物品或化石的年代。又例如,假如在一枚猛犸象头骨近旁发现了一具人类骸骨,就说明二者同属于冰河时代晚期。

  但相对测年法存在一大缺陷:研究对象可能会受到污染。艾利克斯指出,负责任的科学家“会假定这些物品之前被移动过,也清楚自己研究的不是一块无人碰过的蛋糕,最底层的物质一定最古老。”结冰、解冻、昆虫行为、人类活动……这些都会对考古遗迹的完整性造成影响。科学家需要时刻留意这些“宏观污染”的痕迹,然后交给地质考古学家进行分析,因为后者的专长便是识别这一类污染问题。

   化学钟

  采用绝对测年法,科学家可以精确判断化石的年份、或是大致的年份范围。梅耶解释道,绝对测年法“利用化学或物理原理推断出化石的确切年代,可以将误差控制在一定范围内”。这种方法又叫“精密测年法”,以放射性物质衰变为基础。放射性元素的衰变是可以预测、有章可循的,相当于为我们提供了一台精确、可靠的时钟。

  目前最佳的精密测年法为放射性碳测年法。用艾利克斯的话来说,这项技术“使考古学界发生了革命性的变化”。任何由生物遗留下来的物质都可以用该技术断代,包括骨骼、牙齿、树叶、树皮等等。

  碳测年法的原理是,将样本中放射性碳与普通碳的占比进行比较。放射性碳不够稳定,随着时间的流逝,其能量也会不断流失,最终衰变成氮元素。“放射性碳的衰变速度是可以预测的,”艾利克斯指出,“生物一旦死亡,体内的放射性碳(特别是同位素碳14)就会开始衰变,半衰期为5730年。也就是说,每过5730年,有机样本中遗留的碳14的量就会减少一半。该方法的问题在于,这些有机化石的年龄不得超过6万年,才能精确测定其所处年代,因为如果样本过于古老,尚未衰变的放射性碳便已所剩无几,很容易受到环境的影响。”

  对于碳测年法而言,污染也是一大问题。化石中很容易沾染与之无关的其它有机质,导致测出的年龄比其实际年龄要短。艾利克斯指出,这种情况即使在实验室中也会出现。不过近几年来,科学家发明了一些新方法,比如清洁化石、提取其中的胶原质等等,可以有效避免这种情况的发生。

  对于年龄超过6万年的化石,科学家可以通过测定化石周围的无机沉积物或矿物质的年龄,间接推断出化石的年代。例如,光释光(OSL)测年法可以测出土壤中特定矿物质最后一次暴露在阳光下的时间,从而为某件物品被埋入地下的时间提供一个大致范围。在使用光释光测年法时,必须将样本避光保存,否则就会失效。热释光测年法则可以测定出某物最后一次被加热的时间,“比如某件石制工具何时被加热过、或被火烧过。”而铀系测年法和电子自旋共振测年法可以测定同位素的衰变情况,可以确定化石的绝对年代。

  马克斯·普朗克人类 历史 科学研究所的考古学家艾莉诺·赛利指出,人们对精密测年法有一种误解,认为这项工作“一般都是在实验室中进行的”。但实际上,为了弄清化石的年龄,科学家“还需要了解考古遗迹的形成过程、沉积物是否换过位置、是否保留了原始状态”。这个问题与使用相对测年法时的污染问题很类似,在考古遗址被发掘前的成千上万年间,沉积物的位置可能会有所变动,水流可能将化石或古器物冲到其它地方、与最初的埋藏点相距甚远。“如果送到实验室的样本不好,无论测年法有多么精确,结果都不可能理想。”

  精密测年法的确强大,但正所谓能力越大、责任越大。赛利指出,科学家必须弄清自己的测年对象究竟为何物,并且尽量多使用几种测年方法。

  “我们之前发现了一个深不可测的岩洞,里面满是骨骼化石。”赛利表示,“通过对外层物质进行放射碳年代测定,我们了解到,这些化石全都是在一次洪水中被冲进这个岩洞中的。但我们相信,这些骨骼的真实年龄其实要古老得多。”目前,该团队正在利用铀系测年法和电子自旋共振测年法解决这一问题。

  “如果这些骨骼样本的测年结果相差很大,就说明这些化石分属不同年代,只不过被一次大规模洪水一起冲到了这里。”赛利解释道,“但即使测得的结果相差不大,这些化石形成的年代仍有可能远远早于在岩洞中沉积下来的年代。”

  科学家应尽量使用多种测年技术,给测得的化石年龄增加一重佐证。

  到目前为止,这些技术还仅被用于测定地球上发现的化石年龄。不过,考虑到人类正在计划前往火星收集样本,形势也可能有所变化。因此,这些测年技术除了帮助我们了解自己的过去之外,有朝一日或许还能告诉我们,火星上是否曾经(或者何时)有过生命。

化石的历史

一、话说鱼类进化(老弟)

鱼类,作为地球上最古老的脊椎动物的一个类群,其漫长的演化历史一直是众多的生物学家感兴趣的问题。

鱼类的出现,标志着从低等、原始的无脊椎动物向脊椎动物进化的一个质的飞跃;鱼类的发展、演化又提出了脊椎动物进化的明显谱系。

一切高等动物,两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类,甚至我们人类自身都是在此基础上发展而来的。

研究古生物通常以化石材料为根据。

科学家通过放射性同位素来测定岩石的绝对年龄,并划分成不同的地质年代。

这些地质年代中保存下来的古生物,记录了当时的环境条件和生物信息,经过千万年的沉积,形成化石,成为研究地质历史和生物进化史的根据。

鱼类的化石并不十分丰富,但它们依然能够展示出古今各种鱼类发生、发展的过程。

最早的鱼类化石沉积在寒武纪和奥陶纪的岩石里,距今已有大约四亿年的历史了。

通过对岩石的研究,人们知道这种最早的鱼类生活在咸水环境里,或者说是生活在海洋中,它们的身体外面披有铠甲一样坚硬的外骨骼。

这些原始的鱼类浑身布满了硬甲,具有扁平的前背甲。

由于它们没有颌,所以被称为无颌类。

它们可以说是最古老的鱼类,因为穿了甲胄,它们不能游泳,只能生活在水底沉积物中。

应该说,它们是一群不会游泳的鱼类。

无颌类的内骨骼没有被保存下来,所以科学家们推测它们具有软骨骼,像现在我们见到的软骨鱼类鲨鱼和鳃鱼一样。

大量完整的无颌类化石是在泥盆纪找到的,泥盆纪可算是鱼类初生时代。

中生代的侏罗纪和白垩纪(距今约1.3亿~1.6亿年),是鱼类中兴时代。

新生代时,各种古今鱼类共存于海洋和地球上的其他水域,鱼类家庭达到全盛。

在无颌鱼类的基础上,最早的有颌鱼类也发展了。

最初的颌是由几个硬骨鳃弓改造过来的。

鳃弓最初埋在肌肉里,在进化过程中,颌与头部背甲融为一体,从而形成了一个更坚固、更有效率的进食器官——咀嚼器。

原始有颌类也称作盾皮鱼,它们在泥盆纪盛极一时,但到泥盆纪末已大部灭绝了,一般认为,软骨鱼类和硬骨鱼类都是由盾皮鱼演化来的,它们分别朝不同的方向发展,但尚未找到十分清楚的证据证明这个推论。

一些盾皮鱼仍具有扁平的身体,像它们的祖先一样;但是大多数都变成流线型,甲胄也减少了,这种变化使它们获得了很强的游泳能力。

软骨鱼类也脱去了沉重的甲胄(但仍有背板的痕迹),发展出更加强劲有力的适于游泳的肌肉组织。

有些科学家认为,软骨鱼类是“原始”鱼类,但它们是否真正比硬骨鱼原始,还有待证实。

有关脊椎动物颌的发生与进化的研究,是从19世纪进行的胚胎学研究开始的,它揭示了进化中的一个重要过程。

颌的出现,说明动物的某个新的重要的特征的出现可以使一个类群的生活领域扩大到以往不能生活的地区。

这以后,鱼类得到了迅速扩展,成为今日最普遍的游泳生物类群。

硬骨鱼最初生活在淡水里,后来逐渐向海洋伸展,终于成为海洋鱼类的优势类群。

在进化过程中,它们产生了内部硬骨骼,把僵硬的甲胄变成了薄薄的鳞片,从而使动作敏捷灵活,提高了运动速度。

硬骨鱼有两个类群,其中辐鳍鱼类在数量和种类上都大大超过另一种鱼——内鼻孔鱼类。

内鼻孔鱼类包括一些形态和构造都很特殊的原始种类,它们具有内鼻孔构造,可以把嘴闭上而并不影响呼吸。

内鼻孔鱼类今天能见到的只有肺鱼和矛尾鱼。

矛尾鱼隶属空棘目腔棘纲。

它被誉为活化石,在1938年以前一直被科学家们认为是已经灭绝了的种类。

第一尾矛尾鱼是1938年被一名渔民在非洲东南海岸捕到的,这一发现轰动世界。

以后又陆续捕到,证实这一古老鱼类仍生活在现代的海洋里。

腔棘鱼的重要特征是,鳍呈叶状,具有肌肉,并有相连的辐棘,从而使一些鱼可以在陆地上爬行。

它们与两栖类有密切的亲缘关系。

人们认为两栖类就是由它们演化而来的。

(《海洋世界》1999年第12期)

二、鸟类的祖先之谜

过去,人们一直认为,鸟类最初是由爬行动物逐步进化而成的。

始祖鸟作为这一进化过程的中间阶段的产物,历来被人们当作鸟类的祖先。

尽管这一进化理论似乎有一定道理,但是许多古生物专家对蜥蜴这样的爬行动物会不会真因突然变异和自然选择而变成鸟这一结论,仍多少持有怀疑的态度。

于是,在学术界内,专家们针对鸟类的问题,展开了一场旷日持久的争论。

在达尔文的《物种起源》一书刚刚问世的时代,人们对于鸟类最早由爬行动物进化而来的说法,无论如何也是不能理解的。

后来到了1861年,在德国境内的一处石灰岩石采石场中,考古人员发现了一块奇特的生物化石。

这块化石残留有翅膀,嘴里有牙齿,翅膀前端有爪,并有着像蜥蜴一样的由多节尾椎骨组成的长尾。

这块被称为“始祖鸟”的化石的发现,使许多考古学家和古生物学家为之振奋不已。

因为不少人坚持的“鸟类是由蜥蜴进化而来的”这一观点,在这里找到了依据。

但是,在今天,这一已被人们广泛接受的观点突然失去其权威性了。

因为在1986年,美国的考古学家在得克萨斯州发现了一种比始祖鸟还古老7 500万年的鸟类化石,并给它定名为“原始鸟”,鸟类的祖先这一“宝座”因而将被原始鸟夺走。

古生物学家指出,如果事实上是这样的话,那么鸟类是由爬行动物进化而来的这一观点也将被否定。

为了理解发现原始鸟的重大意义,我们有必要以始祖鸟的化石为基础,看看鸟类的进化过程。

关于始祖鸟的起源,英国博物馆的庞夫雷特指出,以往人们认为是鸟类祖先的某一爬行动物群体,实际上并不是蜥蜴。

始祖鸟是由恐龙家庭的某一“成员”进化而来的,始祖鸟与恐龙既是“远亲”,又是“近邻”,它们都起源于槽齿类。

不可否认,始祖鸟与一种被称作虚骨龙的小型恐龙,在骨骼上确有非常相似之处,因此早在19世纪,就有一些古生物学者认为,鸟类的祖先是这个群系的恐龙。

现在的鸟类是恐龙的后代这种说法虽然让人觉得难以接受,但如果能把鸟儿与恐龙比较一下,我们就会获得更多的信心。

从外貌来看,现在许多鸟儿都与恐龙有些相像。

恐龙中有一种叫鹦鹉嘴龙,它的嘴与会学说人话的鹦鹉的嘴十分相似。

鸵鸟龙的脚和鸵鸟的脚一样,也有三个脚趾头,善于走路。

鸵鸟龙没有牙齿,鸵鸟也没有。

鸭嘴龙的嘴活像鸭子嘴,鸭嘴龙游水也像鸭子戏水。

鸟类有毛,生活在1?8亿年前的联龙也是全身长毛。

鸟类的骨骼是中空的,这样可以减轻体重,便于飞翔。

早期的一些恐龙的骨骼也是中空的,科学家把这种恐龙称为虚骨龙类,虚骨龙轻巧机灵,外貌和身体结构很像鸟。

在探索鸟类起源的过程中,争论的焦点之一是锁骨问题。

鸟类的左右锁骨相互粘连,是V字形愈合锁骨,十分发达。

而恐龙的锁骨则因退化而完全消失了。

对此,持“鸟类起源于恐龙”的观点者认为,恐龙类和鸟类都来源于槽齿类,只是在后来的进化中它们的锁骨才发生了不同变化,不能凭这一点就说恐龙不是鸟类的祖先。

可是,当上述观点提出来以后,有的科学家又发现了一些带有锁骨的虚骨类恐龙,化石分析表明,始祖鸟与虚骨龙的骨骼有明显的共同之处,但是其中的许多特征是槽齿类生物所不具备的。

这样一来,又推翻了以前关于恐龙与鸟类都起源于槽齿类的观点。

后来,当原始鸟的化石发现以后,持有不同观点的专家学者们纷纷转移视线,试图从原始鸟的身上找出新的理论突破。

古生物学家经过分析原始鸟的化石后,惊奇地发现,原始鸟与始祖鸟相比,具有许多更接近鸟类的特征。

首先,原始鸟类具有始祖鸟无法比拟的胸骨和龙骨突起特征,而且非常大。

更为重要的是它还生有一种奇怪的肩骨,这是由于撑起羽毛的肌肉沿肩骨通过,因而一般鸟类的肩骨都很大。

在这一特征上,原始鸟与现代鸟十分相似。

其次,原始鸟的骨骼也是中空的,并且具有与飞翔有关的骨骼特征。

另外,原始鸟除残留有普通鸟类所具有的一些特征外,还残存着一些爬行类动物所具有的特征。

例如其尾巴很长,有与脊椎牢牢相连的坐骨,似爬行类动物等等。

从以上事实中不难发现,鸟类的起源时间还要往原始鸟以前探究。

原始鸟的发现,将有可能否定在此之前的鸟类起源于恐龙的观点。

原始鸟化石的发现无疑为探究鸟类的起源提供了新的资料,但对于鸟类祖先究竟是谁,科学家们仍无法取得一致意见,只有发现了更古老的鸟类化石后才能作最后结论。

三、两栖类的祖先

1938年12月的一天,印度洋里有条渔船,在靠近非洲东海岸的较深的海里,捕到一条奇怪的鱼。

渔人们从来没有见过这么奇怪的鱼,它大约1?5米长,长得倒不难看,全身钢青色,眼睛深蓝色。

最特别的是它身子下面的鳍很大,有点像腿。

这条鱼离了水,只活了四个来小时。

船长觉得这的确是一条特别的鱼,在科学上或许有什么研究的价值。

所以船一靠岸,他就给那儿博物院的管理员拉蒂曼去了一封信。

可是那个季节,非洲正热不可耐,这条肥鱼已经开始腐烂了。

拉蒂曼看了这条鱼,也认为这是一种新奇的玩意儿,应当好好保存下来,给科学家去观察,去研究。

她请了一位专门做标本的人,把这条怪鱼的皮剥了下来,塞进些草,做成一个标本。

她想,这条怪鱼一定是个新发现的种类,因此用自己的名字来称呼这条鱼,叫它做“拉蒂曼鱼”。

现在通常叫做矛尾鱼。

但是真糟糕,当时没有一个人知道这条怪鱼的重要性。

要是知道的话,一定会想法子把它身上的每一个部分都保存下来。

可是结果呢,只留下一张皮,一个头颅,还有几块零碎的骨头。

这条新奇的鱼,实际上是人们所捕到的一种很古老的鱼。

说它“古老”,并不因为它已经活了20年,50年,或者100年了;而是说,它几乎和3亿年以前生活的一种鱼一模一样。

后来,人们在那个海区的深水里,又捕到了几条相似的怪鱼,进一步肯定了先前的发现。

矛尾鱼有什么特点呢?最引人注意的特点是,它跟远古时代的总鳍鱼一样,长着独特的胸鳍和腹鳍。

这些鳍的内部骨骼,跟青蛙等两栖动物的四肢骨骼很相似。

此外,它还有能呼吸的鳔。

古生物学告诉我们,总鳍鱼是一种古老的鱼,是两栖类的祖先。

它们在发展中分为两支:一支登陆生活,演变成两栖类,例如青蛙;一支留在海洋,也逐渐演变,大部分种类绝灭了,矛尾鱼就是这一支的一个代表。

在很久很久以前,气候温暖潮湿,树木葱郁茂盛。

在一望无际的沼泽地带,生活着很多种类的总鳍鱼。

就在那个时候,有一部分总鳍鱼爬上了陆地,成为两栖类的祖先,发展成为陆上的脊椎动物。

后来,地球上起了很大的变动,山崩地裂,气候变得干燥而寒冷。

河流和池塘开始干涸,许多淡水鱼都死绝了。

人们猜想,总鳍鱼也在那个时候灭绝了。

所以,1938年发现拉蒂曼鱼,看见居然还有活的总鳍鱼存在,就好像在青岛附近遇见了活的恐龙——青岛龙一样令人惊奇。

四、被子植物

被子植物就是种子由果皮包被的种子植物。

自白垩纪上半叶直至现在,被子植物是地球上最进化和分布最广的优势植物。

约二十五万余种,广泛分布于山地、平原、沙漠、湖泊及河流,少数分布于海水中。

中国约二万五千余种。

被子植物的孢子体高度发达,有明显的根、茎、叶和花的分化,为乔木、灌木或一至多年生草本。

绝大多数被子植物的木质部有导管,韧皮部有筛管和伴胞,但某些水生、寄生、腐生和肉质被子植物在进化过程中,导管消失了。

少数原始的被子植物没有导管。

叶为有叶隙的大型叶。

花通常由花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊组成。

被子植物早期的分类位置隶属于种子植物门的被子植物纲。

但是,多数近代系统将其独立为被子植物门。

根据形态学的综合性状常划分为两个纲:双子叶植物纲和单子叶植物纲。

现代公认被子植物中的乔木、灌木较为原始,草本较为进化,单子叶植物衍源于双子叶植物。

被子植物与人类生活关系非常密切,其中粮食有稻、大麦、小麦、大豆、高粱、玉米、马铃薯和板栗等;蔬菜有青菜、萝卜、冬瓜、番茄和洋葱等;油料有油菜、花生和芝麻等;轻工业原料有糖的原料甘蔗,著名饮料茶,纺织原料草棉,高级润滑油原料蓖麻,国防工业和交通原料橡胶,以及建筑和编织原料竹类;水果有西瓜、苹果和菠萝等;药物有黄连和薄荷等;建筑用材有樟树、毛白杨、白桦树等;许多被子植物还可供观赏。

五、猛犸的故事

猛犸是地球上早已灭绝的哺乳动物,尽管它们生活的冰河时代距今已很久远,但科学家们对它那富有神秘色彩的生活习性仍怀有极大的兴趣。

猛犸(又被称为古象)作为大象的祖先,它们的体形比象要大,嘴里伸出的獠牙比当代的象牙要长得多。

因而,从外形上看,猛犸的确给人一种青面獠牙的凶猛感觉,而不像今天的大象那样温驯谦和。

早在沙皇俄国的彼得大帝时代,著名科学家罗蒙诺索夫就悉心研究过猛犸。

猛犸的尸骨残骸最早是在西伯利亚地区发现的。

猛犸的身世来历在当时就众说纷纭。

有人说,猛犸是由古代统帅汉尼拔用于征战的战象,远征中散落在欧洲大陆,其中一些流落到乌拉尔就冻死了。

还有一种推测说是猛犸的尸体是由其生长地——亚洲中部和南部,沿着西伯利亚的河流漂流而至的。

法国的杰出科学家居维叶于19世纪上半叶发表了科学的断言,猛犸的浑身长毛以及长鼻等生理特征足以表明,它们的原产地就是发现其尸骨和残骸的地方——西伯利亚地区。

由于猛犸的骨骼和尸体的发掘地在北极圈外永久冻结的土壤层中,因此,尽管已经历了千百万年的历史变迁,但这天然的冰箱却使尸骨残骸保存完好。

从1805年到1900年的近百年间,俄国彼得堡科学院共收到过30则关于发现猛犸的消息,但由于交通运输条件的限制,以及人们的考古科学意识淡薄,人类从未获得过完整的猛犸尸体。

而当时发现的骨头、牙齿的数量是惊人的。

据统计,第一次世界大战前的俄国雅库茨克城,平均每年出售14 570千克猛犸骨,而要获得如此数量的骨头,大约要找到200头猛犸才行。

以此推断,当时西伯利亚的猛犸数量十分可观。

1901年,一位猎鹿人发现了一具完整的猛犸尸体,并设法成功地将这具尸体运抵彼得堡科学院。

在发掘现场,人们发现猛犸是保持一种“坐姿”死在一个坚硬的大土块上,头骨有损伤,肌肉中有明显的充血现象,胃中尚有没消化的食物——树枝和青草,甚至嘴里还有一束没来得及咽下去的青草。

科学家根据猛犸尸体的上述情况及现场环境,对这头猛犸的死因和自然入葬的情景作出合乎逻辑的推测:在远古时代的某一秋日里,一头猛犸漫步在别廖佐夫卡河的河岸边,不时用长鼻子将青草和树枝卷进嘴里,突然,河岸边的土层因河水的长期浸润,承受不了猛犸这庞然大物的体重而发生坍塌,这头猛犸束手无策地陷了下去,当它奋力挣扎总算支撑着站立起来的时候,又有大批沉重而坚硬的岩块砸在它的背上,就这样遭遇灭顶之灾,陷入深渊中,从肌肉充血的情况可以判断出它最终是窒息身亡的。
本文标题: 考古学家和科学家如何准确无误地知道化石有多古老
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