在爱达荷州地下发现的古代“海绵草甸”，告诉我们关于史前海洋的信息

在爱达荷州地下发现的古代“海绵草甸”，告诉我们关于史前海洋的信息。图片来源：爱达荷州立大学

（化石网cnfossil.com）据今日科学新闻：早在山脉耸立在爱达荷州和怀俄明州之前，在煤层和磷矿塑造西部山间经济之前，一片古老的海洋在大地上闪闪发光。它温暖、浅浅，充满生机。但关于这片消失的海洋，最令人惊讶的启示并不是曾经在海洋深处航行的巨型鲨鱼或鹦鹉螺猎人。而是该地区的大部分地区曾经被海绵覆盖——数十亿的海绵，延伸得比肉眼所见的更远。

这并不是诗意的夸张。这是一幅科学图景，源于一项发现，几十年来一直不为人所知，被锁在被误认为是地质奇观的闪闪发光的石头中。现在，由于 PLOS One 上发表的新研究，科学家们正在改写磷海的生态历史，并揭露了北美有史以来最非凡的海洋群落之一。

“如果你在浮潜，你看到的只是一片由数十亿个管状海绵组成的草地，”爱达荷州自然历史博物馆馆长、爱达荷州立大学地球科学教授莱夫·塔帕尼拉说。“它们像水下的草原一样延伸到远处。”

这是一个既宁静又近乎超现实的画面：一个安静的海底世界，高大的管状海绵在古老的水流中轻轻摇摆，过滤着营养丰富的水，并锚定了一个复杂的生态系统。这些不是今天熟悉的五颜六色的珊瑚礁海绵，而是玻璃海绵——一种脆弱的生物体，用最小的二氧化硅碎片构建骨骼。它们的默默劳动在恐龙之前的时代为微生物、无脊椎动物和鱼类创造了栖息地。

然而，几十年来，它们在化石记录中的存在一直没有引起人们的注意。

这一突破不是来自现代技术，而是来自重新审视地质学家近一个世纪以来一直在收集的东西：管状燧石。

燧石是一种坚硬的石英状岩石，当富含二氧化硅的沉积物凝固时形成。在 1950 年代和 1960 年代，绘制爱达荷州、蒙大拿州、犹他州、怀俄明州和内华达州地图的地质学家在寻找磷矿石时发现了这种独特的管状燧石块。他们对它的起源感到困惑。有些人认为这些管子可能是洞穴化石。其他人描述了它们，但根本没有得出结论。

答案在于燧石保存了什么。

“针状体是海绵（而且只有海绵）用来形成骨骼的微小玻璃片，”塔帕尼拉解释道。这些微观结构——不比沙粒大——很久以前，当二氧化硅从海水中溶解并埋入海绵草甸时，它们被锁在燧石内。

当塔帕尼拉和他的团队检查来自数十个地点的燧石样本时，这些地点横跨西部山间 400 英里的马蹄形，他们发现到处都是针状体。一个又一个管状燧石含有这些古代海绵生命的明确标记。

结论是不可否认的：该地区曾经拥有地球上最大的海绵主导生态系统之一。

磷海存在于大约 2.75 亿年前，二叠纪时期，沿着盘古大陆的西部边缘。温暖的浅水区横跨现在的爱达荷州、犹他州、怀俄明州、内华达州和蒙大拿州。这片海洋因其留下的厚厚的富含磷酸盐的沉积物而得名，这些沉积物如今支持着爱达荷州东部的主要化肥开采作业。

但在这些沉积物之下隐藏着一个更深层次的故事——一个繁荣、充满活力、几乎是外星海底世界的故事。

这片海是臭名昭著的 Helicoprion 的家园，这是一种史前“圆锯鲨”，它的螺旋下巴长满了牙齿，仍然是古生物学中最奇怪的谜题之一。鹦鹉螺是现代鱿鱼和章鱼的远亲，它们带着盘绕的壳在水域巡逻。藻类和微生物充斥在阳光照射的浅滩中。塔帕尼拉说，在脚下，在绵延数百英里的大草地上，海绵过滤了海洋的营养物质，并为其丰富的生态系统奠定了“超乎寻常”的基础。

这项发现之所以如此引人注目，是因为它被忽视了那么久。“回顾那些旧的科学论文，它被藏在明处;他们根本不知道自己拥有什么，”塔帕尼拉说。

化石常以可识别的形状出现：骨骼、贝壳、印记。但海绵是软体生物，除非条件完美，否则几乎不留下痕迹。在磷海，这些完美条件发生在硅浓度上升并硬化时，海绵场周围保持了燧石管的形状。

几代科学家走过这些化石时，却没意识到它们正看到一个失落生物群落的骨骼。只有当有人提出正确的问题——还有什么能产生如此多的管状燧石？——才开始拼凑到位。

巨大海绵草甸的发现改变了我们对磷海的理解。古老的海底现在不再是贫瘠或人口稀少的海床，而是成为一个丰富、人口稠密的环境，支撑着惊人的生命网络。

海绵不仅仅是被动生物。它们不断抽水，过滤食物并重新分配营养物质。塔帕尼拉团队确定的海绵草甸大小的海绵草甸将极大地影响当地的化学、氧气产生和沉积物的形成。它将塑造捕食者和猎物的行为，为小生物提供藏身之处和水循环的途径。

通过认识到燧石管的真实性质，科学家们现在可以更准确地重建这个生态系统，揭示磷海是一个接近二叠纪天堂的东西——一个充满活力且错综复杂平衡的海洋世界。

重温西部山间被遗忘的化石不仅仅是改写自然历史。它提醒我们生态系统在地质时间内的动态演变、繁荣、崩溃和转变方式。海绵草甸展示了生命如何主导环境，塑造整个地区的化学和稳定性。

它们还强调了线索是多么容易被遗漏。有时，科学不是通过新技术进步，而是通过用新的眼光看待旧证据。它教会了谦逊：即使是最明显的石头也可能隐藏着改变我们看待世界方式的秘密。

最后，这一发现丰富了我们对二叠纪末灾难性灭绝（地球历史上最大的大规模灭绝）之前生物多样性的理解。这些海绵草甸存在于一个关键时期，就在地球生物圈发生巨大重塑之前。了解它们可能会有助于了解生态系统如何应对环境压力、营养变化和气候变化。

站在爱达荷干燥的山丘或蒙大拿州风吹拂的山脊上，很难想象这些景观曾被温暖闪耀的海洋覆盖，海底充满海绵、鲨鱼和头足类动物。然而，脚下的岩石依然记得我们。

燧石管——曾经神秘，如今被理解——承载着一个被时间遗忘的水下世界的回声。它们诉说着不再流动的洋流，不再游泳的生物，以及在人类迈出第一步之前就已消失的生态系统。

多亏了塔帕尼拉及其同事的工作，那片被遗忘的海洋再次浮现于我们的想象中：一片广阔的水下草甸，生机勃勃，绵延数百英里，充满美丽与复杂。

沉寂了数亿年的古老海洋，正在再次讲述它的故事。

更多信息：Zackery Wistort 等人，玻璃工厂发现：美国二叠纪磷光玻璃坡道上海绵的盆地范围（600 公里）保存，PLOS One（2025 年）。DOI： 10.1371/journal.pone.0333211