3亿年前的“植物庞贝城”

公元79年8月24日，意大利维苏威火山突然喷发，附近庞贝城中的2000多人葬身火山灰和熔岩之下。当代考古学家通过埋藏学复原研究解开了“庞贝城之谜”，并生动逼真地再现了1900多年前的古城景象，成为世界上罕见的一座天然历史博物馆。

从2003年开始，中科院南京地质古生物研究所的王军研究员联手美国宾夕法尼亚大学的Hermann Pfefferkorn教授，在我国内蒙古境内贺兰山西北角的乌达煤田，发现了一座距今约3亿年前、面积约20平方公里的“植物庞贝城”，并在全世界首次绘制出这片远古森林的实际尺寸复原图。这一发现在世界范围引起了极大震动，这一最新科研成果将刊登在近期出版的世界顶级期刊《美国科学学院院报》上。

距今2.98亿年前，一片远古森林瞬间被埋火山灰下

王军与这个“植物庞贝城”的缘分早在1999年就开始了。“当时我还在攻读博士后学位，我的老师从乌达煤田带回了一块保存异常完好的瓢叶目植物化石。之后几年，我和我的团队相继从这一地区发现了许多珍贵的植物化石，却一直没有意识到那里曾经遭遇过火山喷发。”王军昨天接受采访时对记者说。

直到2003年，王军和同伴偶然在乌达煤矿的一处煤山侧面，发现了直立的植物茎干化石。“这是非常惊人的发现，在同一区域同时发现完整的植物枝叶和茎干化石，表明这里很可能遭遇过一场灾难性的火山喷发，这些原始树木保持着直立姿态，在火山灰重力作用下瞬间被埋藏。”王军说，“第一次发现的直立茎干植物化石有10多棵，在一片煤山的坡面上，间隔3到5米就有一棵，但高度只有60多厘米，形态也有些扭曲，应该是植物在埋藏过程中树干受到了挤压。”

经科学分析，这一区域内火山灰的“年龄”接近2.98亿年，而当年的这次火山喷发规模非常巨大，火山灰一直上扬到高空的几十公里开外，将这片繁茂的远古森林深深地埋藏到地下，直到3亿年后，人们在开采煤矿的过程中，“植物庞贝城”才渐渐展露真颜。

远古森林中最高的石松有30米，进化到现代只有1米高

王军等科学家发现的这片“植物庞贝城”，保存面积约20平方公里，虽然近几十年间国外一些地区也曾发现过类似的被火山灰掩埋的植物化石群，但如此大规模被原地埋藏还是第一次。在王军向记者展示的大量化石照片中，几十种植物的叶片、树干，经络分明、栩栩如生，依然呈现着它们在3亿年前的生活样貌。

据介绍，这片原始森林中，共有6大植物类群，分别是石松类、有节类、瓢叶类、蕨类、原始松柏类、苏铁类，而瓢叶类植物占据了森林的“统治”地位。森林中的树木普遍高度1米至1.2米，直径最粗的也就1米左右，最高的植物是石松，有二三十米高，而这一树种进化到现代只有大约1米高了。
这次发现的“植物庞贝城”所处环境，正是地球气候从冰室向温室过渡的时期，与地球目前所处的气候环境具有非常强烈的对比意义。而植物化石的变化往往是一段时期内地球环境及气候变化的最好证据，因此，对这些化石证据进行“解密”，对探究现代植被跟随气候变换的趋势也具有重要的参考价值。

在全球首次绘制出远古森林的实际尺寸复原图

在中小学教科书和全世界各地的不少科普场馆，人们经常会看到一些原始森林的复原图片。但大家不知道，这些图片都只是概念性复原，存在着巨大的时间和空间误差。“比如，有些明明不是同一时期存在的远古植物，却出现在同一张模拟图片上，还有一些植物形态与真实的还原有很大差距。”
经过对乌达煤矿“植物庞贝城”中众多植物化石形态和位置的三维复原，王军和同伴一起在全世界首次绘制出了一张远古森林的实际尺寸复原图。“这张图片还原了1100多平方米的森林原貌，精确到每棵树的间隔距离都没有丝毫误差。”王军说，“复原远古森林主要依赖于化石群落的保存状况，‘植物庞贝城’中的大量化石都保存得异常完整，帮助我们实现了世界上迄今为止对地史时期陆地景观最大面积的植被实景复原。”

当然，如此庞大的“植物庞贝城”依然留有许多未解之谜。“例如，我们首次发现科达（裸子植物）和封印木（孢子植物）这两种植物，在同一生态环境竟然不能共存；还发现了一种已经灭绝的孢子植物——瓢叶类拟齿叶的完整树冠标本。”王军说，这些谜团在今后的研究中将一一解开。

南京日报 记者 张璐 本报通讯员 陈孝政