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【光明网】三亿年前发生一次巨量碳排放事件
中外科学家研究发现：
三亿年前发生一次巨量碳排放事件
导致海洋缺氧和生物多样性下降
光明日报南京5月3日电（记者苏雁 通讯员姬尊雨）5月2日，中国科学院南京地质古生物研究所与南京大学、美国加州大学戴维斯分校等在国际著名的科学期刊《美国科学院院报》（PNAS）上合作发表一项重要研究成果：与当前地球环境类似的约3亿年前的晚古生代大冰期期间，曾发生一次短暂的巨量碳排放事件，引起了海洋缺氧及海洋生物多样性显著降低。
当前，地球正处于从3400万年前就已开始的新生代冰室气候，随着近百年来全球气温的快速升高，两极冰川消融加剧，海平面上升，海洋缺氧程度加重，导致全球生物多样性降低。为了找到全球冰室气候背景的变暖与海洋缺氧、生物多样性变化的内在关系，更准确地模拟和评估海洋缺氧程度，科学家们通过对地球历史的冰室气候的研究寻找答案。
3.6亿至2.8亿年间的晚古生代大冰期是地球持续时间最长、规模最大的一次冰室气候，也是陆生高等植物及陆地生态系统建立以来唯一一次记录了地球由冰室气候向温室气候转变的地质时期，当时的大气二氧化碳和氧气浓度也与现代相当，可以与现今人类生存的冰室气候环境很好地进行类比。因此，研究晚古生代大冰期已经发生过的碳排放与全球变暖事件所造成的影响，将有益于更加深入地理解当前在冰室气候下地球系统内部的关联与反馈机制，从而更加准确地预测全球气候环境变化与生物多样性的未来发展趋势。
通过对我国华南石炭纪地层近10年来开展的地层学、古生物学、沉积学、沉积地球化学、数值模拟等多学科的综合研究，由南京古生物所陈吉涛研究员与南京大学王向东教授、美国加州大学戴维斯分校伊莎贝尔·蒙特尼资教授等领衔的国际合作团队，首次发现了石炭纪晚期冰室气候下的一次巨量碳排放事件。
研究结果显示，石炭纪晚期（约3.04亿年前）冰室气候下，约9万亿吨碳在30万年内排向大气，从而引起了当时全球气候的显著变暖。其间海水表面温度升高约4摄氏度（自25摄氏度至29摄氏度），全球海洋缺氧面积扩张至18%（自4%至22%左右），海洋生物多样性在短期内显著下降。地球系统模型研究表明，在冰室气候的全球变暖期间，广泛的海洋缺氧可能与海水分层的增强和营养输入的增加（消耗氧气）相关。
《光明日报》（ 2022年05月04日 03版）2022-05-05 -
【科技日报】“临沂动物群”重见天日加入寒武纪生命大爆发解谜团队
澄江生物群代表了寒武纪生命大爆发的高峰期。在那之后，生命演化呈现什么规律，与奥陶纪生命大辐射如何衔接？解开这个谜团就需要“中寒武统”的华北板块“接力”跑下去。
在距今约5.3亿年前，一个被称为寒武纪的地质历史时期，地球生物界发生了翻天覆地的变化：在2000万年的时间内，地球上突然涌现出各种各样的动物，它们不约而同地迅速起源、同时出现。
这就是著名的寒武纪生命大爆发。这些动物为何会在短时间内大量出现，至今仍被国际学术界列为“十大科学难题”之一。
为了解开这个难题，科学家在世界各地广泛收集寒武纪生物化石。但奇怪的是，寒武纪特异埋藏化石库的时间和空间分布并不均匀，大多数著名的寒武纪特异埋藏化石库都集中分布在华南板块和劳伦大陆（今北美大陆的主体）。
前不久，《国家科学评论》在线发表了中国科学院南京地质古生物研究所的一项最新成果，科研人员在华北地区首次发现距今约5.04亿年的寒武纪特异埋藏化石库，并将其命名为“临沂动物群”。这一发现让我们对5亿年前发生在华北板块上的生命演化故事，有了更为清晰的认识，也为研究地球生命演化打开了一扇新的窗口，补上了一块新的拼图。
寒武纪生命大爆发的未解之谜
对于过去，人类总有一种天生的好奇和敬畏；对于生命，人类也还有很多未知等待探索。
地球上所有的生命形式可以分成7大类：动物、真菌、原生动物、植物、古菌、细菌和病毒。其中，动物是从寒武纪开始集中、大量出现的。
中国科学院南京地质古生物研究所寒武纪大爆发研究团队的赵方臣研究员介绍说，在寒武纪早期几千万年的时间内，突然出现门类众多的无脊椎动物。节肢、腕足、蠕形、海绵、脊索动物等一系列与现代动物形态基本相同的动物在地球上来了个“集体亮相”。随后，包括脊椎动物在内的几乎所有动物门类在几百万年间快速出现，前寒武寂静的海洋瞬间变成了热闹的动物园。
也就是说，在不到地球历史1%的时间里，寒武纪生命大爆发诞生了地球上绝大多数动物门类，奠定了现今动物门类多样性的框架。
但是，令科学家不解的是，在早期更为古老的地层中，长期以来没有找到其明显的祖先化石的现象。同时，寒武纪特异埋藏化石库的时间和空间分布也不均匀，大多数著名的寒武纪特异埋藏化石库都集中分布在华南板块和劳伦大陆。
比如大家比较熟悉的布尔吉斯动物群在北美洲的加拿大发现，澄江动物群在我国的云南发现。而2019年在宜昌发现的清江生物群，与澄江动物群同属于华南板块。
这种地理分布的不均衡在寒武纪中期（苗岭世）表现最为明显：这一时期几乎所有的特异埋藏化石库都位于劳伦大陆，而此时恰恰是寒武纪演化动物群最为繁盛的阶段。“因此，这些客观条件在很大程度上制约了我们对寒武纪演化动物群面貌和格局的全面认识。”赵方臣说道。
我国是一个化石资源非常丰富的国家。据地质古生物学家调查发现，华北地区有大量的寒武纪地层，但长期以来，还没有发现类似的软躯体保存的特异埋藏生物群。理论上，华北板块不可能错过寒武纪生命大爆发，那么，这些化石究竟埋藏在哪里呢？
超35个化石类群现身“临沂动物群”
近年来，中国科学院南京地质古生物研究所寒武纪大爆发研究团队在这一地区展开了大量野外工作，并选取代表性层位和剖面进行了集中采集，收集到了数千枚精美的化石标本。
本次综合研究的“临沂动物群”来自山东省临沂市西郊的寺口剖面，软躯体化石集中产出于寒武系张夏组盘车沟段下部的黑色与黄绿色页岩中。科研人员根据其中的三叶虫，确定特异埋藏化石库的时代为距今约5.04亿年寒武纪苗岭世鼓山期的早期，稍微晚于布尔吉斯页岩生物群。
赵方臣告诉记者，目前，已有超过35个化石类群在“临沂动物群”中被发现，丰富了这一时期海洋生物与群落的多样性面貌。其中组合中多样性最高的类群是非三叶虫节肢动物，又以奇虾类和莫里森虫类最为引人注目。除节肢动物以外，多样的海绵动物和蠕虫状动物也值得进一步深入研究。
“‘临沂动物群’中的化石大部分为软躯体形式保存，且许多都保存了精细的解剖结构，如附肢、眼睛、消化系统和刚毛等，为我们进一步了解这些生物的解剖结构提供了新信息。”赵方臣说。
赵方臣表示，软躯体动物极易分解腐化，很难保存为化石，只有在特定条件下才能形成化石。在华北地区，过去也有科学家采集了大量寒武纪化石，但都是保存在硬质的碳酸岩中，化石大多为三叶虫的骨片，而对泥岩的采集鲜有涉足。
经过对软躯体化石保存条件的深入研究，赵方臣决定对华北地区细腻的泥岩进行挖掘。经过数年的采集，大量寒武纪软躯体动物化石重见天日。
科研人员发现，与其他经典的布尔吉斯页岩型特异埋藏化石库一样，临沂特异埋藏化石库中的软躯体结构以碳膜的形式保存在背景层与事件层交互出现的地层中，证实了类似的埋藏学路径在软躯体化石保存中具有普遍性。
华北首次发现寒武纪特异埋藏化石库
作为华北板块第一个被综合研究的寒武纪特异埋藏化石库，科学家对“临沂动物群”寄予厚望。它有望为华北寒武纪特异埋藏化石库的研究开启新的篇章。
“在寒武纪时期，地球大陆的板块与现在大不相同，我国的华北板块与长江流域的场子地台、华南地区的华南褶皱区还处于分离状态。华北板块是一个独立块体，当时临沂所在的位置，大概位于华南和加拿大中间，是茫茫大洋中的一块孤岛。”赵方臣说，作为中国传统“中寒武统”的标准地区，华北板块的寒武纪中期地层序列完整，化石丰富，是寻找这一时期特异埋藏化石库的潜力地区。
而远在数千公里之外的华南板块，澄江生物群代表了寒武纪生命大爆发的高峰期。在那之后，生命演化呈现什么规律，与奥陶纪生命大辐射如何衔接？解开这个谜团就需要“中寒武统”的华北板块“接力”跑下去。
“我们认为生命演化是有连续性的，华北板块发现的‘临沂动物群’正好接上了澄江生物群，可以研究两者之间的相关性。”赵方臣表示，华北板块寒武纪特异埋藏化石还有待进一步发掘研究，有望在更晚的地层中获得新的发现，把寒武纪到奥陶纪的生命演化故事讲得更完整。
同时，“临沂动物群”与同期的北美特异埋藏化石库之间有许多相同的生物类型，其中一些珍稀节肢动物，如迷音虫和莫里森虫，即使在原产地北美也十分少见，这暗示了华北与北美软躯体动物群在这一时期的密切联系。
通过聚类分析、非度量性多维标度变换和网络分析等定量分析手段，科研人员进一步明确了华北与北美软躯体动物群之间的联系。“这表明华北可能充当着东冈瓦纳与北美之间的生物地理纽带。不过，由于来自不同角度的古地理证据尚存在差异，这种联系的生物地理解释还需要进一步的研究评估。”赵方臣说。
记者 张 晔2022-04-29 -
【科普江苏】院士领衔，20余位古生物学家参与共同讲述地球的“来龙去脉”
4月22日，正值第53个世界地球日，中国科学院南京地质古生物研究所在南京古生物博物馆举行了主题科普活动，现场《发现·中国—古生物大讲堂》科普视频正式发布。
[video:图书视频发布]
今年世界地球日的主题是“珍爱地球 人与自然和谐共生”。“我们如今纷繁复杂的地球生物圈是如何演化而来的？其中经历了什么？”南京地质古生物研究所所长詹仁斌表示，为了向公众介绍地球生态系统的来龙去脉，解答“我们是谁？”“我们从哪里来？”等话题，由戎嘉余院士领衔，集结二十位古生物学家与凤凰科学技术出版社共同精心制作了《发现·中国—古生物大讲堂》科普视频，视频中包含《认识演化论—一个古生物学者的视角》《飞向蓝天的恐龙》《植物庞贝城的发现》《青藏高原上—沉睡的远古海洋》《忽冷忽热的地球》等20个主题，看似相互独立，实质却有内在的高度一致性。
据介绍，《发现·中国——古生物大讲堂》项目借助了视频媒体手段，基于大量化石证据，从不同侧面作出了形象、生动的阐释，带领公众探索远古生命的密码。既向大家科普了科学知识，又展示了中国科学家严谨求实的科学精神。
南京地质古生物研究所党委副书记张建成表示，“科技强国，科普为民。南京古生物所将积极开拓思路，让大众能更深入的了解科研成果并参与科学现场，让科学家背后的故事能够走进大众。”同时，南京古生物所充分发挥自身资源优势，配合“双减”工作，通过开展科普教育活动和创作更多科普作品，弘扬科学家精神，引导青少年从小养成爱科学、学科学、用科学的良好习惯，不断提高青少年的科学素质和科技创新意识。为国家实施创新驱动发展战略、推进科技自立自强提供更为强劲有力支撑。
活动现场还举办了达尔文大讲堂，南京古生物所研究员赵方臣以《寒武纪大爆发与特意埋藏化石库》为题带来精彩讲座，向公众讲述距今5.3亿年前后，整个地球生命进化史上具有重要地位的寒武纪大爆发以及特异埋藏化石库的发现。
来源：江苏科技报
记者：陶韬2022-04-29 -
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【现代快报】20余位古生物学家参与制作，这个科普视频讲述“地球生命的来龙去脉”
现代快报讯（记者 阿里亚 储希豪）4月22日，正值第53个世界地球日，中科院南京地质古生物研究所与江苏凤凰科学技术出版社以“线上+线下”方式，开展了形式多样的科普活动。现场，《发现·中国——古生物大讲堂》视频正式发布。现代快报记者了解到，这是凤凰·南古联合科学传播中心启动的首个融媒体合作出版项目。二十余期古生物科普视频带你穿越时空，走进奇妙的远古世界。
筹备两年多，基于大量化石再现生命演化传奇
今年世界地球日的主题为“珍爱地球，人与自然和谐共生”。当天，世界地球日主题科普活动在南京古生物博物馆举行，《发现·中国——古生物大讲堂》科普视频首次亮相。
为了讲好古生物的故事，2020年7月，中科院南京地质古生物研究所与凤凰出版传媒集团暨江苏凤凰科学技术出版社成立了“凤凰·南古联合科学传播中心”。《发现·中国——古生物大讲堂》是该中心首个启动的融媒体合作出版项目。
“几十年来，南京古生物所与江苏科技社一直保持着密切合作，联合出版了一系列好书，获得多项国家级荣誉。”江苏凤凰科学技术出版社社长傅梅在致辞中介绍，《发现·中国——古生物大讲堂》项目是借助视频媒体手段，基于大量化石证据，从不同侧面作出了形象、生动的阐释，带领公众探索远古生命的密码。
“《发现·中国——古生物大讲堂》由所里的戎嘉余院士领衔，20 余位优秀中青年古生物学家参与，从筹备到发布历时两年多时间。”中科院南京地质古生物研究所所长詹仁斌告诉现代快报记者，选择在这个日子发布科普视频是有原因的。
46亿岁高龄的地球从无到有，再到今天万物繁盛，经历了漫长曲折的演化过程。“《发现·中国——古生物大讲堂》正是讲述地球史上发生的这些重大生命演化故事，向公众介绍地球生态系统的来龙去脉。”詹仁斌说，该科普视频生动解答了“我们是谁？我们从哪里来？我们又向哪里去？”等全人类共同关注的永恒话题，倡导关爱地球、保护环境。
20个主题，可通过多个网络平台观看
经历了超过40亿年的漫漫长夜，距今大约5亿年前，地球迎来了崭新的时代——寒武纪。地球发生了翻天覆地的变化，各种各样的动物突然涌现 …… 活动现场播放了《发现·中国——古生物大讲堂》精选片段，看得让人回味无穷。
现代快报记者了解到，《发现·中国——古生物大讲堂》科普视频中包含《认识演化论——一个古生物学者的视角》《飞向蓝天的恐龙》《植物庞贝城的发现》《青藏高原上——沉睡的远古海洋》《忽冷忽热的地球》等20个主题。这些主题看似相互独立，实质却有内在的高度一致性。
“现如今，《大讲堂》项目已经成功入选国家‘十四五’重点出版工程。为了更好促进《发现·中国——古生物大讲堂》的科学传播，出版社精选了部分内容，采用二维码的形式嵌入配套出版的《化石密语》科普图书中。”傅梅介绍，该视频还将在B站、青鸟新知抖音号 / 微信视频号、化石网、凤凰优学微信号、凤凰易学APP等平台陆续上线。
活动现场除了发布科普视频，还有精彩讲座。中科院南京地质古生物研究所研究员赵方臣以《寒武纪大爆发与特意埋藏化石库》为题，向公众讲述5亿年前的寒武纪生命大爆发以及特异埋藏化石库的发现。
新闻链接：https://app.myzaker.com/article/62627afd1bc8e097520001cc2022-04-24 -
【光明日报】中国科学院南京地质古生物研究所举办世界地球日主题科普活动
4月22日，是第53个世界地球日，中国科学院南京地质古生物研究所（以下简称“南京古生物所”）在南京古生物博物馆举行了相关主题科普活动，包括《发现中国—古生物大讲堂》科普视频的发布仪式以及达尔文大讲堂，活动线上线下同时进行。
当天，中国科学院院士、南京古生物所研究员戎嘉余，南京市科协一级调研员许光明，江苏凤凰科学技术出版社社长傅梅 、总编辑郁宝平，南京古生物所所长詹仁斌、副所长王军、副书记张建成等市、区科协领导、江苏凤凰科学技术出版社的出版团队及南京古生物所科学家代表和青年科研骨干、科学传播专家五十余人现场参与此次活动。会议由南京古生物博物馆馆长王永栋主持。
张建成在致辞中对嘉宾致以诚挚的欢迎，他表示，南京古生物所为深入学习宣传贯彻习近平总书记生态文明思想，一直以来，以世界地球日等为契机，多年来持续组织各类科普活动。今年世界地球日的主题是“珍爱地球 人与自然和谐共生”，其包括《发现中国——古生物大讲堂》科普视频发布，以及达尔文大讲堂等系列主题科普活动。其中《发现·中国——古生物大讲堂》是凤凰·南古联合科学传播中心启动的首个融媒体合作出版项目。“科技强国，科普为民”。南京古生物所将积极开拓思路，让大众能更深入的了解科研成果并参与科学现场，让科学家背后的故事能够走进媒体大众。同时，南京古生物所充分发挥自身资源优势，配合“双减”工作，通过开展科普教育活动和创作更多科普作品，弘扬科学家精神，引导青少年从小养成爱科学、学科学、用科学的良好习惯，不断提高青少年的科学素质和科技创新意识。为国家实施创新驱动发展战略、推进科技自立自强提供更为强劲有力支撑！
傅梅在致辞中表示，几十年来，南京古生物所与江苏科技社一直保持着密切合作，联合出版了一系列好书，获得多项国家级荣誉，《发现·中国——古生物大讲堂》项目是借助视频媒体手段，基于大量化石证据，从不同侧面作出了形象、生动的阐释，带领读者探索远古生命的密码。既向公众科普了科学知识，又展示了中国科学家严谨求实的科学精神。现如今，《大讲堂》项目已经成功入选国家“十四五”重点出版工程。这是国家对项目的高度认可，从一个侧面反映了“凤凰˙南古”合作平台的高起点、高立意。为了更好促进《发现·中国——古生物大讲堂》的科学传播，出版社精选了部分内容，采用二维码的形式嵌入配套出版的《化石密语》科普图书中，带给了读者全新的阅读体验。同时，视频将在B站、化石网等各大平台陆续上线。
2020年7月，南京古生物所本着强强联合、优势互补、平等互利、共谋发展的原则，与凤凰出版传媒集团暨江苏凤凰科学技术出版社成立了“凤凰-南古联合科学传播中心”。《发现·中国——古生物大讲堂》则是由戎嘉余院士领衔，集结二十位古生物学家与凤凰科学技术出版社共同精心制作的二十余期古生物科普视频，是中心首个启动的融媒体合作出版项目。视频中包含《认识演化论——一个古生物学者的视角》《飞向蓝天的恐龙》《植物庞贝城的发现》《青藏高原上——沉睡的远古海洋》《忽冷忽热的地球》等20个主题，看似相互独立，实质却有内在的高度一致性。
本次世界地球日科普活动还有由南京古生物所研究员赵方臣以《寒武纪大爆发与特意埋藏化石库》为题带来精彩“达尔文大讲堂”，向公众讲述距今5.3亿年前后，整个地球生命进化史上具有重要地位的寒武纪大爆发以及特异埋藏化石库的发现。（光明日报全媒体记者 苏雁 通讯员 姬尊雨）
2022-04-22 -
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【新华网】南京专家发现5亿年前“临沂动物群”
原标题：南京专家发现5亿年前“临沂动物群” 打开探索寒武纪演化动物群新窗口
近日，中国科学院南京地质古生物研究所寒武纪大爆发研究团队报道了来自华北地区的一处距今约5.04亿年的寒武纪特异埋藏化石库，并命名为“临沂动物群”。这一独特的特异埋藏化石库为深入了解寒武纪大爆发之后动物早期辐射分异、迁徙扩散、群落结构和生物古地理提供了新的窗口。该项成果日前在国际学术期刊《国家科学评论》发表。
“临沂动物化石群”复原图
生命在寒武纪出现大爆发
46亿年前，地球形成，在黯淡的环境中，生命经历了约40亿年的漫长演化历史；直至5亿多年前的寒武纪，包括脊椎动物在内的几乎所有动物，在短短几百万年间快速登场，一系列与现代动物形态基本相同的生物“集体亮相”，形成了多种门类动物同时存在的繁荣景象。这一快速的生命演化事件，被称为“寒武纪大爆发”。
“寒武纪大爆发”在整个地球生命进化史上具有重要的地位。寒武纪给大家留下的最主要印象，就是奇形怪状的生物种类，比如生物的奇特样貌连怪诞派画家都为之称奇，如当时的“海洋霸主”奇虾；品种繁多有长着尖刺、有长着“兔耳朵”的三叶虫等等。
这些五花八门、千奇百怪的生物是如何突然出现的？“寒武纪大爆发”是古生物学界研究的核心，而富含精美的多门类软躯体化石的寒武纪特异埋藏化石库则是了解这一重大生物演化事件的主要窗口。
中科院南京地质古生物研究所研究员赵方臣告诉记者：“虽然近年来新的化石库仍在不断涌现。然而，寒武纪特异埋藏化石库的时间和空间分布并不均匀。”赵方臣说，大多数著名的寒武纪特异埋藏化石库都集中分布在华南板块和劳伦大陆，这些客观条件在很大程度上制约了我们对寒武纪演化动物群面貌和格局的认识。
临沂动物化石群
超过35个化石类群被发现
近些年， 南古所专家将目光投向华北板块，并在这一地区展开了大量野外工作，并选取代表性层位和剖面进行了集中采集，收集到了数千枚精美的化石标本。
具体来说，“临沂动物群”来自山东省临沂市西郊的寺口剖面，软躯体化石集中产出于寒武系张夏组盘车沟段下部的黑色与黄绿色页岩中。根据其中的三叶虫，专家们判断特异埋藏化石库的时代被确定在距今约5.04亿年寒武纪苗岭世鼓山期的早期，稍微晚于布尔吉斯页岩生物群。
记者了解到，已有超过35个化石类群在临沂动物群中被发现，丰富了这一时期海洋生物与群落的多样性面貌。组合中多样性最高的类群是非三叶虫节肢动物，而其中又以奇虾类和莫里森虫类最为引人注目。
“除节肢动物以外，多样的海绵动物和蠕虫状动物也值得进一步深入研究。”赵方臣说，临沂动物群中的化石大部分为软躯体形式保存，且许多都保存了精细的解剖结构，如附肢、眼睛、消化系统和刚毛等，为进一步了解这些生物的解剖结构提供了新信息。
华北板块和北美板块或有联系
华北板块临沂动物群的发现为研究寒武纪中期的生物地理学提供了独特的视角。赵方臣说，临沂动物群与同期的北美特异埋藏化石库之间有许多相同的生物类型，其中一些珍稀节肢动物，如迷音虫和莫里森虫，即使在原产地北美也十分少见，这暗示了华北与北美软躯体动物群在这一时期的密切联系。
通过聚类分析、非度量性多维标度变换和网络分析等定量分析手段进一步支持了华北与北美软躯体动物群之间的联系，这表明华北可能充当着东冈瓦纳与北美之间的生物地理纽带。不过，由于来自不同角度的古地理证据尚存在差异，这种联系的生物地理解释还需要进一步的研究评估。（于丹丹 图片由中科院南京地质古生物研究所提供）2022-04-18 -
【扬子晚报】南京专家发现了5亿年前“临沂动物群”
近日，中国科学院南京地质古生物研究所寒武纪大爆发研究团队报道了来自华北地区的一处距今约5.04亿年的寒武纪特异埋藏化石库，并命名为“临沂动物群”。这一独特的特异埋藏化石库为深入了解寒武纪大爆发之后动物早期辐射分异、迁徙扩散、群落结构和生物古地理提供了新的窗口。该项成果日前在国际学术期刊《国家科学评论》发表。
“临沂动物群”复原图
生命在寒武纪出现大爆发
46亿年前，地球形成，在黯淡的环境中，生命经历了约40亿年的漫长演化历史；直至5亿多年前的寒武纪，包括脊椎动物在内的几乎所有动物，在短短几百万年间快速登场，一系列与现代动物形态基本相同的生物“集体亮相”，形成了多种门类动物同时存在的繁荣景象。这一快速的生命演化事件，被称为“寒武纪大爆发”。
“寒武纪大爆发”在整个地球生命进化史上具有重要的地位。寒武纪给大家留下的最主要印象，就是奇形怪状的生物种类，比如生物的奇特样貌连怪诞派画家都为之称奇，如当时的“海洋霸主”奇虾；品种繁多有长着尖刺、有长着“兔耳朵”的三叶虫等等。
这些五花八门、千奇百怪的化石是如何突然出现的？
“寒武纪大爆发”是古生物学界研究的核心，而富含精美的多门类软躯体化石的寒武纪特异埋藏化石库则是了解这一重大生物演化事件的主要窗口。
中科院南京地质古生物所研究员赵方臣告诉记者，全球已有十余处经典的寒武纪特异埋藏化石库被发现，尤其是澄江动物群的发现，开启了华南板块作为相关研究热点地区的历史。
“虽然近年来新的化石库仍在不断涌现。然而，寒武纪特异埋藏化石库的时间和空间分布并不均匀。”赵方臣说，大多数著名的寒武纪特异埋藏化石库都集中分布在华南板块和劳伦大陆，这些客观条件在很大程度上制约了我们对寒武纪演化动物群面貌和格局的全面认识。
“临沂动物群”中发现了36个化石类群
近些年， 南古所的专家将目光投向华北板块。“寒武纪时，华南、华北之间还是‘隔海相望’”。赵方臣告诉记者，华北板块在寒武纪时是一个独立块体，具有独特的构造演化历史。作为中国传统“中寒武统”的标准地区，“这里的寒武纪中期地层序列完整，化石丰富，是寻找这一时期特异埋藏化石库的潜力地区”。
近年来，中国科学院南京地质古生物研究所寒武纪大爆发研究团队在这一地区展开了大量野外工作，并选取代表性层位和剖面进行了集中采集，收集到了数千枚精美的化石标本。
具体来说，“临沂动物群”来自山东省临沂市西郊的寺口剖面，软躯体化石集中产出于寒武系张夏组盘车沟段下部的黑色与黄绿色页岩中。根据其中的三叶虫，专家们判断特异埋藏化石库的时代被确定在距今约5.04亿年寒武纪苗岭世鼓山期的早期，稍微晚于布尔吉斯页岩生物群。
记者了解到，已有超过35个化石类群在临沂动物群中被发现，丰富了这一时期海洋生物与群落的多样性面貌。组合中多样性最高的类群是非三叶虫节肢动物，而其中又以奇虾类和莫里森虫类最为引人注目。
“除节肢动物以外，多样的海绵动物和蠕虫状动物也值得进一步深入研究。”赵方臣说，临沂动物群中的化石大部分为软躯体形式保存，且许多都保存了精细的解剖结构，如附肢、眼睛、消化系统和刚毛等，为进一步了解这些生物的解剖结构提供了新信息。
5亿年前，华北板块和北美板块可能有联系
由于时代相近的其他特异埋藏化石库均集中于劳伦大陆，华北板块临沂动物群的发现为研究寒武纪中期的生物地理学提供了独特的视角。赵方臣说，临沂动物群与同期的北美特异埋藏化石库之间有许多相同的生物类型，其中一些珍稀节肢动物，如迷音虫和莫里森虫，即使在原产地北美也十分少见，这暗示了华北与北美软躯体动物群在这一时期的密切联系。
临沂动物化石群中代表性的软躯体节肢动物
线纹心虾和抱怪虫类
通过聚类分析、非度量性多维标度变换和网络分析等定量分析手段进一步支持了华北与北美软躯体动物群之间的联系，这表明华北可能充当着东冈瓦纳与北美之间的生物地理纽带。不过，由于来自不同角度的古地理证据尚存在差异，这种联系的生物地理解释还需要进一步的研究评估。
澄江动物群的发现揭开了华南板块一系列寒武纪特异埋藏化石库研究的序幕，而临沂动物群作为华北板块第一个被综合研究的寒武纪特异埋藏化石库，也有望为华北寒武纪特异埋藏化石库的研究开启新的篇章。
扬子晚报/紫牛新闻记者 于丹丹
图片由中科院南京地质古生物研究所提供
校对 李海慧2022-04-18