鐘鑫

剖面里的“綠豆”

幾顆“綠豆”閃亮了王奉宇的眼睛。

“綠豆”隱藏的這個(gè)剖面，是新修公路挖掘開(kāi)的山體，它大約高3米，出露的巖層很新鮮，層次分明。

當(dāng)時(shí)王奉宇正用錘子在剖面上提取一些小塊巖石，這幾顆如“綠豆”大小的化石截面，就如切糕里的綠豆截面。仔細(xì)觀察，他判斷這極有可能是早三疊世（2.52億年前）腕足動(dòng)物群化石。

腕足動(dòng)物是生活在海底的一類有殼的無(wú)脊椎動(dòng)物，兩殼后緣鉸合，前緣自由啟閉，軟體于兩殼之中，其外形與常見(jiàn)的河蚌相似。但腕足動(dòng)物的兩瓣殼是大小不一的。腕足動(dòng)物具有特殊的軟體構(gòu)造——肉莖和纖毛腕。纖毛腕是腕足動(dòng)物的一種捕食和呼吸器官，最初研究者誤認(rèn)為是運(yùn)動(dòng)器官，又因運(yùn)動(dòng)器官一般被稱為足，故取名腕足，因而將這類動(dòng)物稱為腕足動(dòng)物。在古生物系統(tǒng)分類中，腕足動(dòng)物是古生物界中的一個(gè)門。

腕足動(dòng)物自古生代寒武紀(jì)（距今約5.42億-4.85億年前）開(kāi)始演化，在古生代和中生代的過(guò)渡期，即二疊紀(jì)-三疊紀(jì)地球生物大滅絕時(shí)，腕足類在同期有140個(gè)屬種滅絕。現(xiàn)有學(xué)術(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為腕足類動(dòng)物在生物大滅絕后遲遲沒(méi)有實(shí)現(xiàn)復(fù)蘇和重生，但是王奉宇對(duì)早三疊世腕足類動(dòng)物化石的發(fā)現(xiàn)動(dòng)搖了這一觀點(diǎn)，為生物大滅絕后腕足類動(dòng)物化石的研究開(kāi)辟了新窗口，即腕足類動(dòng)物在大滅絕后的早期便已開(kāi)始迅速?gòu)?fù)蘇。

為什么來(lái)這兒？

這條剖面位于湖北省利川市境內(nèi)，此山名為“尖子山”。為什么在這個(gè)剖面上花功夫?qū)ふ一醴钣钇鋵?shí)有自己的一套甄別方法。

原來(lái)，盡管大千世界巖石變化萬(wàn)千，但總體可歸為三大類：巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖。三種巖石中，只有沉積巖是在地表常溫常壓條件下形成的，是唯一能夠保存化石的巖石。

尖子山的這個(gè)剖面就是典型的沉積巖，層數(shù)非常多，目測(cè)有二十幾層，而且每層之間界限分明，是地質(zhì)年代中一層一層沉積形成的。

王奉宇又為什么看中利川呢？利川隸屬湖北恩施，位于鄂西南，與重慶四川等地接壤，屬云貴高原東北延伸線。區(qū)內(nèi)豐富的地貌是地殼運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，地質(zhì)歷史上的褶皺及斷層運(yùn)動(dòng)可以在這里看到明顯的痕跡，有大量三疊紀(jì)沉積巖的存在。

2015年五一假期，王奉宇從武漢直奔尖子山，正趕上山里下雨，有半天是在避雨等待，實(shí)際的踏勘時(shí)間只有兩天半。王奉宇在尖子山踏勘時(shí)，總是沿著斷崖、沖溝等化石易露頭的地方跑上跑下，因?yàn)檫@些地方都是因大自然的風(fēng)化作用所形成，像切開(kāi)的西瓜，把地層里埋藏的化石清楚地暴露在地表。

在尖子山剖面三疊紀(jì)的沉積巖中，王奉宇按照從老到新、從下到上逐層敲擊采樣的過(guò)程中，在其中一塊斷層沉積巖上，這幾顆如“綠豆”大小的化石截面終于被他發(fā)現(xiàn)。

化石獵人的長(zhǎng)成

看到化石后怎么能一眼就確定是早三疊世的呢？這可以說(shuō)是王奉宇十幾年練就的本領(lǐng)，他是一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的化石獵人。

王奉宇從小喜歡石頭。家附近有個(gè)河灘，他小時(shí)候最喜歡做的事情就是去河灘“撿石頭”，所以，說(shuō)他是個(gè)“石頭迷”一點(diǎn)不為過(guò)。王奉宇11歲時(shí)，曾發(fā)現(xiàn)鄰家一塊用作裝飾的太湖石中鑲嵌著一個(gè)類似于海葵的生物。他覺(jué)得特別好奇，去圖書館翻閱了不少資料后確定，這是一塊珊瑚化石。這是他首次破解石頭之謎，此后便不可救藥地愛(ài)上了石頭。

基于對(duì)石頭的興趣和喜愛(ài)，王奉宇報(bào)考了中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)學(xué)專業(yè)。一入學(xué)，他便加入了學(xué)校的地球科學(xué)俱樂(lè)部，經(jīng)常利用周末和小長(zhǎng)假的時(shí)間到武漢周邊城市去尋找化石標(biāo)本。這期間，他發(fā)現(xiàn)過(guò)三葉蟲(chóng)、海百合、雙殼類、角石等十多種化石，他又激動(dòng)又興奮。為搞清楚這些化石是什么，他自學(xué)了很多古生物學(xué)方面的書。大一下學(xué)期，按照學(xué)院的本科生導(dǎo)師制度，王奉宇選擇了從事古生物研究的宋海軍作為導(dǎo)師，并選定了腕足動(dòng)物這個(gè)研究方向。此后，王奉宇正式踏上地球古生物學(xué)的研究之旅，參加專業(yè)踏勘，足跡遍及湖北、貴州、廣西、西藏等多地后，他積累了豐富的野外作業(yè)經(jīng)驗(yàn)。

記者好奇地問(wèn)道，看到化石后怎么能一眼就確定是早三疊世的呢？王奉宇說(shuō)，這就像出土的文物，特定的文物總會(huì)對(duì)應(yīng)特定的朝代，如出土青花瓷，基本可以斷定是宋朝，但具體是宋朝的什么階段、什么品種，則需要進(jìn)一步的鑒別。早三疊世的腕足動(dòng)物化石也是如此。

王奉宇說(shuō)：“每一枚化石都是一個(gè)生命的奇跡，它們靜悄悄地沉睡在地層中，等待著有人去喚醒它們，講述屬于它們的傳奇經(jīng)歷。”

在尖子山剖面發(fā)現(xiàn)小化石后，王奉宇非常震驚，他仔細(xì)觀察后，能夠初步斷定這些化石就是早三疊世的腕足動(dòng)物化石，但具體是腕足動(dòng)物的哪個(gè)種屬還需要將化石帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行切面研究后才能確定。

地質(zhì)踏勘是這樣的，第一次的“上山先走走”，只需要攜帶簡(jiǎn)單的工具，如小錘子，待有重大發(fā)現(xiàn)后，需要做好位置標(biāo)記，然后攜帶重量級(jí)專業(yè)工具再次返回。在尖子山這個(gè)剖面有大發(fā)現(xiàn)后，王奉宇做好標(biāo)記，畫好路線，下山取來(lái)大錘、鐵鍬、鋼釬等硬工具，還帶上了卷紙、報(bào)紙、記號(hào)筆和紙盒箱等軟工具。

他把含有化石的巖石大塊用硬工具敲擊取出，用卷紙包裹好，再用報(bào)紙層層包裹嚴(yán)實(shí)，用記號(hào)筆做好編號(hào)，同時(shí)記錄產(chǎn)出地層等信息。最后，再將其裝進(jìn)之前準(zhǔn)備好的紙盒箱。王奉宇這次采集的巖石，總重量達(dá)400斤，共裝滿18個(gè)紙盒箱。

磨豆千遍，本真重現(xiàn)

回到學(xué)校，經(jīng)過(guò)三個(gè)月細(xì)致地分離、研磨和復(fù)原等步驟，王奉宇對(duì)收集到的化石進(jìn)行了外部特征及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析，最終成功分離出了306枚如“綠豆”般大小的早三疊世腕足動(dòng)物群化石。在二疊紀(jì)-三疊紀(jì)大滅絕后，腕足動(dòng)物在全球范圍內(nèi)是十分稀少的，如此豐富的腕足動(dòng)物化石絕對(duì)是一個(gè)罕見(jiàn)的發(fā)現(xiàn)。

野外找化石難，實(shí)驗(yàn)室處理化石也非常艱辛。

地質(zhì)學(xué)人員對(duì)化石的處理通常包括三個(gè)步驟：首先，將化石從圍巖中分離出來(lái);其次，對(duì)化石進(jìn)行外部特征處理;最后，再對(duì)化石的內(nèi)部特征進(jìn)行處理。按照這樣的步驟，王奉宇先處理了腕足動(dòng)物的殼體，再對(duì)殼體之內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析還原，由外及內(nèi)，逐漸接近化石的本來(lái)面目。

整理、分析過(guò)程非常艱難，需要精細(xì)化作業(yè)，既要求技巧，又要求耐心，同時(shí)也是對(duì)體力和腦力的綜合考驗(yàn)。

化石與圍巖貼合相當(dāng)緊密，王奉宇利用熱脹冷縮原理，將腕足動(dòng)物化石與圍巖逐個(gè)分離。分離之后，首先要對(duì)化石進(jìn)行外部特征拍攝，為使腕足動(dòng)物化石殼體紋飾特征清晰呈現(xiàn)，需要對(duì)所有化石表面進(jìn)行鎂粉噴射。

由于化石過(guò)小，有些關(guān)鍵的特征難以用照片的形式來(lái)展示，王奉宇采用手繪素描的方式將腕足動(dòng)物從幼體生長(zhǎng)至成體的生長(zhǎng)變化過(guò)程一一呈現(xiàn)出來(lái)（圖C、D）。

分離出來(lái)的腕足動(dòng)物化石十分小，直徑僅5mm左右，為了便于磨制，王奉宇將挑選出的腕足動(dòng)物化石進(jìn)行了封膠處理，即用一種透明的膠狀物將其包裹，以增大其體積，待這種膠狀物凝固定型后再對(duì)其進(jìn)行研磨。在磨制連續(xù)切面并用體視鏡拍照時(shí)，王奉宇從腕足動(dòng)物化石的后部向前部每隔0.1mm或0.01mm用1000目的金剛石粉一點(diǎn)點(diǎn)磨制，觀察切面上露出來(lái)的內(nèi)部構(gòu)造，并用體視鏡對(duì)每一切面進(jìn)行拍照。

他從選取的幾十枚腕足動(dòng)物化石標(biāo)本中共磨制了1000多個(gè)切面，拍攝了近千張照片。通過(guò)這些照片便獲得了腕足動(dòng)物化石完整的內(nèi)部構(gòu)造連續(xù)切面，獲得連續(xù)切面圖的目的是為了恢復(fù)腕足動(dòng)物的內(nèi)部特征。好比把蘋果攔腰切開(kāi)時(shí)，我們可以看到蘋果核如“五角星”般的橫截面，那么，獲取多張形如五角星的截面圖后，盡管果核藏在果肉中，借助繪圖軟件依然可以還原出一個(gè)完整蘋果核的立體形狀。腕足動(dòng)物的外殼之內(nèi)是它身體的內(nèi)部組織，通過(guò)這樣的切面研究可以還原出其內(nèi)部構(gòu)造的三維立體圖。

王奉宇用繪圖軟件繪制出了腕足動(dòng)物內(nèi)部構(gòu)造的連續(xù)切面圖（圖E），以連續(xù)切面圖為基礎(chǔ)，繪制出了腕足動(dòng)物內(nèi)部構(gòu)造的三維復(fù)原圖（圖F），最終獲得了腕足動(dòng)物內(nèi)部構(gòu)造的完整信息。

在分離和研磨化石過(guò)程中，有時(shí)處理一個(gè)綠豆大的腕足動(dòng)物化石就需要一個(gè)星期的時(shí)間。在室內(nèi)工作的前半段時(shí)間，幾乎是毫無(wú)進(jìn)展的，可能僅僅處理幾個(gè)樣本，一個(gè)月就過(guò)去了。有時(shí)辛辛苦苦磨完了幾個(gè)腕足動(dòng)物化石，最終卻是一無(wú)所獲。

他的研究也曾一度遭遇瓶頸，實(shí)在累得難以堅(jiān)持的時(shí)候，王奉宇就對(duì)著306顆“綠豆”說(shuō)說(shuō)話，希望它們把藏在身上的秘密告訴他。直到三個(gè)月后的那個(gè)深夜里，數(shù)以千遍地打磨，通過(guò)反復(fù)地研究對(duì)比后，第一個(gè)新種屬被發(fā)現(xiàn)的那一刻，他覺(jué)得所有的努力都沒(méi)有白費(fèi)。

王奉宇研究鑒定出3個(gè)屬和3個(gè)種，其中包括一個(gè)新的屬和一個(gè)新的種。2016年6月，王奉宇的論文《早三疊世華南地區(qū)腕足動(dòng)物群的新發(fā)現(xiàn)：對(duì)大滅絕后生物復(fù)蘇的啟示》，發(fā)表在國(guó)際期刊Papers in Palaeontology（《古生物學(xué)論叢》）上，受到國(guó)際知名古生物專家Maurizio Gaetani 的肯定。成為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球科學(xué)學(xué)院近十年來(lái)首位以本科生身份在該刊發(fā)表論文的學(xué)生。

王奉宇

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球科學(xué)學(xué)院

地質(zhì)學(xué)專業(yè)2014級(jí)本科生

王奉宇說(shuō)：“每一枚化石都是一個(gè)生命的奇跡，它們靜悄悄地沉睡在地層中，等待著有人去喚醒它們，講述屬于它們的傳奇經(jīng)歷?！?/p>

采訪手記：

幾次溝通后，王奉宇給記者留下了深刻印象。采訪王奉宇之時(shí)，正趕上他大學(xué)畢業(yè)。離校之際有很多手續(xù)要辦理，但在這期間，每次接到記者電話，他總能以冷靜、平和又不失幽默的態(tài)度解答記者的問(wèn)題，甚至還會(huì)鼓勵(lì)記者，對(duì)記者在寫稿期間遇到的疑惑表示理解和安慰。在詢問(wèn)他對(duì)化石的分解過(guò)程時(shí)，他正在去武昌火車站的路上，趕車回青海，但這絲毫不影響他的思路，短暫思考后他迅速進(jìn)入解答狀態(tài)。

采訪過(guò)程里，他幾次提到“化石真的特別有趣！”他對(duì)自己專業(yè)的喜愛(ài)是發(fā)自內(nèi)心的，很純粹、不功利。他說(shuō)，選擇專業(yè)，就要選擇自己真正喜歡的，真正感興趣的，這樣才能享受自己的研究過(guò)程;他認(rèn)為，大學(xué)生不論從事哪一行，如果能在一個(gè)領(lǐng)域里做到最好，就業(yè)和實(shí)現(xiàn)自己的人生價(jià)值都不是問(wèn)題。

今年9月，王奉宇將在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）攻讀地質(zhì)學(xué)專業(yè)碩士研究生，繼續(xù)古生物學(xué)的研究。這個(gè)暑假，他將和老師一起去野外，一如既往探索地球科學(xué)的奧秘。本次采訪截稿之時(shí)，又從學(xué)校得知王奉宇在7月初獲得了第十一屆“中國(guó)青少年科技創(chuàng)新獎(jiǎng)”。

有趣的人都很可愛(ài)，衷心祝福王奉宇！