小小有孔蟲 揭開大秘密
▲在野外工作的張以春
■記者 袁一雪
2016年，南京地質古生物研究所研究員張以春的一篇論文引起世界關注——他通過觀察2.95億年前的蟲筳類有孔蟲，為一直困擾學術界的關於南北羌塘板塊到底是否屬於同一板塊的問題找到了答案。
這並非張以春第一次從幾毫米大小的蟲筳類有孔蟲中找到羌塘地區地塊運動的證據，也不是他第一次為世界一直爭論不休的問題提供答案。在世界上研究蟲筳類屈指可數的科學家中，張以春又是目前少數通過蟲筳類有孔蟲推斷古地理演變過程的研究者。「這是因為蟲筳類有孔蟲已經被研究多年，系統古生物學研究空間不大，但古生態學和古生物地理學則存在問題頗多。」張以春解釋說。
就在這有限的研究空間內，張以春的研究卻屢次受到世界的關注。
蟲筳類動物群給出答案
蟲筳類有孔蟲是一種原生動物，在石炭二疊紀的地層中非常普遍，是劃分對比此時地層的重要化石。張以春研究的時間段是距今3億年前到2.5億年前，屬於二疊紀階段。
二疊紀是古生代的最後一個紀，也是成煤的主要時期。因為當時地殼運動比較活躍，古板塊間的相對運動加劇，並逐漸拼接形成聯合古大陸。隨後，陸地面積的進一步擴大，海洋範圍的縮小，自然地理環境的變化，促進了生物界的重要演化，預示著生物發展史上一個新時期的到來。
「在這個時間段，蟲筳類有孔蟲比較喜歡暖水，也就是說需要水溫達到一定溫度才能生存。」張以春在接受《中國科學報》記者採訪時解釋說，「所以我用有孔蟲研究西藏地塊。」
張以春選擇有孔蟲作為標準，判斷二疊紀時現在位於西藏北部的羌塘板塊的古地理變化。彼時，地球遠不是現在的樣子，澳大利亞在更接近南極的南緯四五十度的範圍，我國的華南地區則在赤道附近。2.9億年前左右南方大陸發生裂解，西藏不同板塊逐漸分裂，向北移動。張以春利用西藏不同板塊上發現的有孔蟲化石，判斷這些板塊在當時處於什麼位置。因為溫度不同，動物種類也會發生變化。
晚古生代時期最寬廣的古特提斯大洋曾經從西藏北部通過，但關於洋盆具體是西藏哪個縫合帶，國際學術界一直爭論不止。之前科學家提供的證據具有多解性，大家各說各的，無法達成共識。其中主要有兩種觀點：一是認為這條高壓變質帶是南羌塘地塊和北羌塘地塊在古特提斯洋閉合時高壓碰撞所致，位於南北羌塘之間的龍木錯—雙湖縫合帶是古特提斯洋的主支；另一種觀點則認為南北羌塘屬於同一地塊，這個變質帶來源於金沙江帶低角度俯衝於羌塘盆地之下並出露於羌塘盆地中部，金沙江縫合帶是古特提斯洋的主支。
解決這個問題的關鍵，便在於證實南羌塘地塊和北羌塘地塊是否屬於同一地塊。
2015年11月，張以春在雙湖熱覺茶卡一帶發現了早二疊世Asselian期的球希瓦格（Sphaeroschwagerina）蟲筳類動物群。這個證據非常重要，它顯示了在2.95億年前，南方大陸處於冰期興盛時期，此時溫度最低，不應該出現暖水動物群。「但蟲筳類卻是暖水動物群。這意味著，北羌塘在低緯度地區，也就是距離赤道比較近的地方。而當時南羌塘卻在岡瓦納北緣。」張以春說。
岡瓦納大陸又稱南方大陸，其中心在南極洲東部和非洲南部。北羌塘在接近赤道的位置，南羌塘卻更靠近南極。蟲筳類動物群的發現讓張以春意識到，南北羌塘板塊之間還有個大洋。雖然這一結論並沒有得到所有人的認可，但在當地最寒冷的時期出現暖水生物的證據卻是無法被反駁的。
劃分時代的重要證據
由蟲筳類研究古生物地理演化是張以春堅守的方向，而我國蟲筳類的系統研究源自著名地質學家李四光。上世紀20年代，李四光開始了對蟲筳類有孔蟲的研究，當時世界上在這個領域已經研究已久，但在國內，李四光的研究卻猶如開山鼻祖，甚至「蟲筳」這個字，都是由他造出來的。「以前沒有蟲筳字，是因為看到這種有孔蟲的外形像紡紗用的紡錘，即筳，才造出了蟲筳字。」張以春介紹說。
當年物質匱乏，研究設備極其有限，李四光對於蟲筳類的研究難上加難。一般有孔蟲的體積只有幾厘米甚至幾毫米大小，想找切面，就只能從一個地方進行切割才能得到理想的切片，而當時能進行切片的人都少之又少。面對困難，李四光毫不退縮，甚至創建了一套體系，讓現在的研究人員在野外通過放大鏡就可以識別有孔蟲的形態，進而判斷年代。
在南京地質古生物研究所，盛金章院士、張遴信研究員等人都曾經從事蟲筳類的研究。但如今，算上張以春在內，國內也只有三四個人依然從事這一研究，即便是國際，研究蟲筳類的人也是鳳毛麟角。「也有人通過古生物化石判定古地理位置，但是大部分人都從腕足動物入手，從蟲筳類角度做的研究者很少。」張以春說。
2014年，張以春在西藏勘探休息時，隨手從地上撿起了一塊石頭，「當時我還開玩笑說，可以看到石頭上有化石的痕迹，要帶回去研究」。沒想到這個無心之舉，竟讓張以春真的從中發現了在該地區從未有人發現的化石——柯蘭尼氏蟲（Colaniella）。「它是劃分時代的重要證據。」張以春解釋道。
為了尋找這類化石，張以春帶領研究生於2016年再次前去，沿著產狀從底往上測了300多米，尋找柯蘭尼氏蟲的遺迹。「開始我們一直沒有找到，直到還剩下最後一兩米就要結束的時候，我跟研究生開玩笑說，這可真是一鎚子買賣了。」幸運的是，就在最後一兩米里，果然發現了柯蘭尼氏蟲的化石。
柯蘭尼氏蟲化石的發現打破了科學家之前認為的拉薩地塊在晚二疊時已經變成陸地的結論。「我們發現，晚二疊時期拉薩地塊全部都在海里，還沒有形成陸地，也無法向其他地塊提供物源。」張以春說。
探尋未解之謎
蟲筳類有孔動物讓張以春得出幾個重大結論後，他的研究並沒有停滯，因為還有很多未解之謎等待他繼續探尋。
張以春現在以南羌塘板塊研究為主。他發現在二疊紀大陸裂解時期，最大的裂解處應該出現很多玄武岩，也就是說南羌塘南部應該出現大量玄武岩，但實際上大量的基性岩牆群都出現在南羌塘板塊北邊。「我一直在思考，是地塊發生了旋轉還是南羌塘北面原來有個微板塊被俯衝掉了。這需要作大量的剖面研究才能建立南羌塘的空間格局模型。」張以春說。
不僅如此，南羌塘板塊東部和西部的地層也不一樣，東部出現了很多海山，西部卻都是地塊，這是什麼原因造成的？這些問題都讓張以春無法停止探索的腳步。目前他正在寫的一篇論文是關於西藏板塊與緬甸和東南亞關係的。
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