游美国— 泥盆纪化石峡谷

百合花开

<p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">泥盆纪化石峡谷(Devonian Fossil Gorge)位于爱荷华州东部科勒尔维尔大坝附近 。是一处拥有3.75亿年历史、裸露在外的古老海底。该峡谷由1993年和2008年的特大洪水冲刷而成,游客可以漫步于古老的石灰岩基岩之上,亲手触摸那些年代早于恐龙的珊瑚、海百合及腕足动物化石。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">这里曾是赤道附近的一片古老热带海域;当科勒尔维尔湖(Coralville Lake)湖水漫溢,冲刷掉表层土壤与岩石后,这处化石生态系统才得以重见天日。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">第一波洪水发生在1993年。科勒尔维尔湖(一个由爱荷华河注入的人工湖)的科勒尔维尔大坝后方的水位超过了溢洪道四英尺。洪水涌入峡谷,侵蚀着下方的基岩。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">2008年,又一轮洪水涌入峡谷,更加猛烈地侵蚀着峡谷地貌。水流的力量基本上雕琢出了我们今天看到的化石遗址。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">裸露的基岩中蕴藏着丰富的古老海洋生物遗迹,包括海百合(海蕾类)、角珊瑚以及保存完好的贝壳印痕。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">峡谷入口处提供免费的介绍手册和图文导览图,峡谷底部沿途设有详尽的金属标识牌,标示出具体的化石点位。</b></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="font-size:22px;">邓氏鱼</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">邓氏鱼是泥盆纪时期体型最大的捕食者。它是一种大型盾皮鱼,拥有巨大的颌部;其颌部能够高速开合,从而产生极强的咬合力。成年邓氏鱼的体型与校车相当,体重可达4吨。下图展示的化石是邓氏鱼骨质甲片的一部分,于1993年洪水过后在科勒尔维尔湖(Coralville Lake)的“化石峡谷”(Fossil Gorge)被发现。</b></p> <p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">邓氏鱼(Dunkleosteus)是泥盆纪海洋中体型最大的掠食者,生活在大约3.5亿至3.75亿年前。它的体长估计可达30英尺(约9米),体重高达4吨,是有史以来地球上体型最大、力量最强的鱼类之一。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">邓氏鱼长有极其强劲的颌部,并以锋利的骨板(而非牙齿)作为武器,能够轻易咬碎软体动物和甲胄鱼类等其他海洋生物的外壳。邓氏鱼几乎没有天敌;它很可能通过促使猎物鱼类进化出防御性适应特征,从而在塑造海洋生物形态方面发挥了重要作用。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">至于为何如今已见不到这些顶级掠食者,原因有多种。泥盆纪晚期的环境变迁引发了气候变化,进而影响了海平面、全球气温及氧气含量,并破坏了食物链与生态系统。</b></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="font-size:22px;">地质概况</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">爱荷华州的地表之下分布着基岩层。峡谷中清晰可见“锡达谷群”(Cedar Valley Group)的岩层。这些岩层由堆积的泥沙或有机物质经压实硬化而成。石灰岩是一种主要由碳酸钙(石灰)构成的沉积岩,其成分源自海洋动植物的骨骼硬质部分。峡谷中的石灰岩沉积于泥盆纪时期(约3.82亿至3.89亿年前),当时这片区域大部分被浅海覆盖。泥盆纪石灰岩层的厚度可达175英尺;这些岩层及其包含的化石宛如书页,记录了地质历史。在峡谷及湖泊周边的石灰岩层中发现的各类化石,为地质学家解读当时的各种环境条件提供了重要信息。岩层中的珊瑚及其他动物化石,与当今加勒比海(石灰质沉积物正在堆积的区域)中繁盛的生物最为相似。峡谷中可见的化石和沉积岩提供了有力证据,表明该地区曾被温暖的浅海覆盖,并见证了北美大陆向北漂移的过程。</b></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="font-size:22px;">远古海洋</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">尽管1993年水流量的激增改变了大坝所在地的地貌,并导致下游洪水泛滥,但灾难性的洪水最终得以避免。爱荷华河在接下来的几个月里恢复了正常流量,大坝本身的结构也保持完好。到了8月,随着洪水退去,这一事件的一个副产品显现出来。洪水打开了一扇通往地球远古地质历史的窗口。溢洪道下方被冲刷过的岩石表面清晰地展现了3.75亿年前泥盆纪时期这里曾存在浅热带海洋的证据。</b></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="font-size:22px;">科拉尔维尔大坝</b></p><p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="font-size:20px;">(Coralville Dam)</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">科拉尔维尔大坝工程由美国陆军工程兵团负责建造,于1958年完工,其主要设计功能为防洪。大坝通过调节位于坝体东端附近的闸门,控制流入爱荷华河(Iowa River)的水量,从而对湖泊水位进行日常调节。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;"><span class="ql-cursor"></span>该大坝的最大泄洪能力为每秒20,000立方英尺。应急溢洪道毗邻大坝西端,宽500英尺,其溢流口边缘位于坝顶下方31英尺处。设置该溢洪道的目的是排放洪水,以防止洪水对大坝主体结构造成过大的压力。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">科拉尔维尔水库的蓄水量超过150亿加仑——这一水量足以满足爱荷华城(Iowa City)和科拉尔维尔(Coralville)两地超过五年的用水需求。</b></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="font-size:22px;">1993年大洪水</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">1993年夏季,连绵不断的降雨使科勒尔维尔水库(Coralville Reservoir)的水位达到极限:流入湖中的水量最高达每秒41,000立方英尺,这一流量超过了泄洪闸最大排水能力的两倍。7月5日,湖水漫过溢洪道,随后水位又上涨了5英尺。在接下来的28天里,湖水以每秒17,000立方英尺的流量倾泻通过溢洪道。下游的道路和露营地迅速被冲毁,17英尺厚的土壤和沙砾被冲刷殆尽,直至露出基岩。随后,下层的石灰岩也被冲蚀掉了多达5英尺的厚度;重达三吨的岩块在水流的冲击下被水流带到了数百英尺之外。</b></p><p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="font-size:22px;">2008年洪水</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">2008年的洪水是由多种因素造成的。2008年的前六个月是有记录以来最潮湿的时期。洪峰出现在6月15日,最终计算出的最大入流量为每秒57,000立方英尺。洪峰期间,泄洪道和溢洪道的最大出流量合计为每秒37,500立方英尺。每秒19,500立方英尺的水流经溢洪道,顺着峡谷向下流淌,冲刷着散落在石灰岩层上的石灰岩板,这些石灰岩板是1993年洪灾中幸存下来的沉积物。它们被冲走了,就像古老的 rtver conarele 码头土堆一样。在 blostrome 前面,人行道的下半部分和沿着人行道的最低的石灰岩巨石也被冲走了。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">幸运的是,峡谷并没有明显加深,只是在几个地方变宽了。</b></p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="font-size:22px;">泥盆纪化石</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">在峡谷中出露的大多数石灰岩层里都能看到化石,它们为曾经栖息于浅海的古老生物提供了确凿证据。在“生物层广场”(Biostrome Plaza)可见富含珊瑚的“拉皮德生物层”(Rapid Biostrome;“biostrome”字面意思为“生命层”),其中化石占据了岩层成分的一半以上。拉皮德生物层的分布范围极广,从达文波特(Davenport)一直延伸到密西西比河(Mississippi River)沿岸,跨度超过150英里。珊瑚和海绵(层孔虫,即stromatoporoids)是其中最引人注目的化石;事实上,“科勒尔维尔”(Coralville,意为“珊瑚之城”)这一地名正是源于该地区丰富的珊瑚化石。有些珊瑚属于由1000多个个体动物组成的群体(群体珊瑚),而另一些珊瑚骨骼则由单个珊瑚动物(单体珊瑚,或称“角珊瑚”/“杯状珊瑚”)构成。许多珊瑚化石上可见生长环,这反映了季节性的生长变化,类似于现代树木的年轮。已灭绝的层孔虫(一种海绵)拥有坚硬的钙质骨骼,呈现出块状或层状结构。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">一块包含某种大型甲胄鱼类骨板的岩石标本,目前正与其他峡谷化石一同在游客中心展出。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">细心的观察者偶尔也能在峡谷中发现来自其他早期有颌鱼类的较小牙齿状结构或骨板。腕足动物的壳是峡谷中最常见的化石;而在群体珊瑚中,蜂巢珊瑚(Favosites,俗称“蜂窝珊瑚”)最为常见,尤其是在拉皮德生物层中。</b></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="font-size:22px;">更多</b></p><p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="font-size:22px;">泥盆纪化石</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">海百合(“海百合 7”)是常见的化石,在金雀花层中可见。完整的海百合包括一个板状覆盖物,位于长茎之上。海百合表面上看起来像金雀花层,实际上是棘皮动物,与微小的个体有关,它们或多或少地显示出细小的蕾丝状、结节状。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">各种不同的腕足动物的贝壳,更隐蔽,并且证明一些腕足动物的贝壳保留着精致的贝壳和毛状支撑。像蛤蜊一样,腕足动物在某些地层中很常见。</b></p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;"><span class="ql-cursor"></span>此外,偶尔还会发现一些早已灭绝的动物类群的化石,faielna lamars Romana chat(可能是棘皮动物的近亲),以及tonlanalits(隐蔽的小型贝壳)。</b></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="font-size:20px;">严禁移走或损坏化石。</b></p><p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="font-size:20px;">违者将被处以 500 美元罚款。</b></p>