形成化石需要多长时间

本文摘自《创造》杂志中文版第41卷第3期

古生物学家（化石专家）传统上认为，极长的时间跨度是化石形成的重要条件。

但是，三位科学家于在线科学期刊《古生物学》（Palaeontology）发表的一篇论文表明，他们可以在一天之内制造化石。¹

他们的论文摘要标题为：《研究人员发现了如何在一天之内制作真正化石的方法》。文中说，他们“想出了一种方法，将漫长的（石化）过程压缩为一天。”²

Palaeontology, 2018 p. 5 … used with permission

化石埋藏学是古生物学中的一个领域，研究生物腐烂和石化的化学和物理过程。长久以来，化石埋藏学家已经认识到热量和压力是形成化石尤为必要的条件。当然，深层沉积物承受着巨大的压力。除了压力造成的升温外，化石记录中还充斥着熔岩流的痕迹。为了在实验中模仿石化过程，化石埋藏学家进行 了“成熟化实验”（maturation experiments）。成熟化实验通常将有机标本（诸如叶子和羽毛之类）放在一个小型密封胶囊中，对内容物加热加压。这些实验旨在加快化学降解，缩短化石形成的时间。

在这篇发表于《古生物学》的论文中，研究人员指出，传统的成熟化实验面临着诸多挑战。其中较重要的一个挑战是，不稳定分子（易于改变或分解的相对不稳定物质）和挥发性分子（易于汽化的分子）本应在成熟化过程中损失掉，但是它们却被困在胶囊内。结果，有机标本变成了柔软的、海绵状的“糊”，而没有形成化石之类的东西。

因此，这三位科学家决定采用他们称为“新颖的方法”。他们首先将有机标本埋入容易压实的粘土中，施加压力，使内部带有标本的粘土变成“泥版”。然后，他们将这些“泥版”置于胶囊内。

该实验“目的是更仔细地研究其中什么是稳定的、什么是流动的——困在压实的标本中的是什么，以及逃逸到沉积物中的是什么。”他们称此为“沉积物的初始压实及随后成熟化（温度和压力）。” ¹

实验结果十分有趣。《科学快讯》（Science Alert）的文章称，鸟的羽毛、树叶、树脂和其他物质“保存程度惊人地好”。这篇文章引用了第一作者塞伊塔（Saitta）的话：

我们非常激动……它们看起来像真正的化石——皮肤和鳞片形成了深色薄膜，骨头变成了褐色。仅凭肉眼观察，看起来都挺真的。²

这篇《古生物学》论文认为：

在这个过程中，沉积物的多孔结构允许成熟化的分解产物逃逸到沉积物和成熟室中；同时，顽固的、不流动的成分被困住，更接近地模仿了化石形成的自然条件。¹

简而言之，“不稳定分子……泄漏到沉积物中，便没有将整个化石变成糊状。”¹

他们的论文继续探讨了这种方法的实用性及其解释岩石记录中许多保存得异常完好的化石意义（这些化石是怎么形成的，专家意见常有不合）。这些方面当然值得进一步探索。但同样重要的是，这项研究突出了沉积物在化石形成中的重要性。

必须快速埋藏

首先，这些科学家证实，沉积物在去除不稳定和易挥发的分子方面起着重要作用，这些分子原本会阻碍生物形成化石。

其次，他们的研究结果表明我们需要更彻底地研究沉积物——沉积物的源头、沉积物的丰富程度、沉积物的运动和沉积，因为需要快速沉积的沉积物来产生生物石化所需的压力。³

在测量了全球数十年的沉积量和沉积率之后（这也是我自己的专业领域的一部分），我们发现在任何气候环境中，这两项都非常低。来自河流泛滥时期的一时沉积通常只有几毫米或几厘米深，不足以产生压力来加速化学降解的，这需要几米或几十米的厚度。

简而言之，当前沉积物的侵蚀和沉积的表层地质作用无法解释全球发现的数十亿化石。这个过程所需要的是一场前所未有的、能够在短时间内产生大量沉积物的洪水。⁴

这些最新的实验结果支持创世记6到8章对挪亚时期全球性洪水的描述。全球性洪水可以在深层沉积物中提供空前的快速埋藏，能够除去其中不稳定和挥发性的分子，并产生广泛的有机化石保存所需的压力，而无需数百万年。