从步道上看,Florissant 很容易被读偏。巨大的硅化红杉树桩是最直接的景观:它们像仍然扎根在科罗拉多山坡上的圆柱,直径宽阔,让深时带着一种结实的体量感。不过,更有力的现场报告要从更低、更安静的地方开始,从纸页状页岩开始。Florissant 并非单纯的一片化石森林。它是一个由火山扰动塑成的晚始新世湖泊系统,树桩只是这个盆地的一种记录;同一个盆地还保存了昆虫、花、叶片、鱼类、花粉、硅藻,以及一个已经消失的高地生态系统中细小的运行痕迹。[1][2]

美国国家公园管理局把这处纪念地描述为世界上最丰富的化石堆积之一,位于科罗拉多州中部,面积为 2,427 公顷,或 5,998 英亩。它的地质单元包括火山岩、河流砾石、火山泥流沉积,以及层理细密、含化石的纸页状页岩。这个组合很关键。明信片式的 Florissant 会让森林独自站在画面中央。现场版本需要一串过程来支撑森林:谷地中的溪流,堵塞排水的火山碎屑流,在这些天然坝体后方形成的 Lake Florissant,火山灰和黏土沉入安静水体,有机遗骸在腐解抹去细节之前进入沉积物。[1][2]

科罗拉多州 Florissant Fossil Beds National Monument 内硅化红杉树桩的照片。
Florissant Fossil Beds National Monument 的硅化红杉树桩。可见的树桩是现场入口,但湖相页岩承载了这份档案的大部分内容。[6]

第一条地方规则是,化石层是一套事件系统,并非陈列柜。晚始新世期间,巨型红杉沿 Florissant 谷地的溪流生长。一场火山泥流埋住树干基部,杀死树木,并让树桩化石化。后续碎屑流再次帮助堵塞排水,制造出湖泊条件,中部页岩单元由此堆积;今天到访纪念地的游客主要看到的页岩单元正是这一层。[2] 结果是,一个地点同时拥有看似直立的树基和薄薄的湖底层,它们属于同一个故事,只是保存了不同类型的证据。

这一区分会改变游客的观察方式。一个硅化树桩保存的是位置、直径,以及二氧化硅替换木质部时留下的材料戏剧性。一个纸页状页岩化石保存的是压扁形态、轮廓、叶脉、翅形、身体姿态,以及通常会消失的脆弱生物偶然存留下来的机会。合在一起,它们给 Florissant 带来罕见的双重尺度:谷底的大型扎根植物,和穿过湖水下沉的小型身体。

第二条规则是,火山灰以猛烈方式和间接方式共同帮助保存。美国国家公园管理局的化石说明把 Lake Florissant 描述为一个在火山泥流堵塞河道之后形成的盆地;持续的火山活动又把火山灰冲入湖中。火山灰中的二氧化硅支持了硅藻暴发;硅藻死亡并沉降后,富含二氧化硅的遗骸与黏土交替,形成纸页状页岩的成对薄层,脆弱的昆虫和花朵由此被保存下来。[3] 在这个意义上,火山并非只用一层灾难性的覆盖物埋葬生命。它还参与搭建了保存过程中的化学环境和沉积节律。

这也是 Florissant 能纠正“冻结在时间里”这类说法的原因。这个说法方便,却通常失准。湖底不是相机快门。它是一层反复运作的过滤器:季节性或事件性的输入、沉降颗粒、微生物活动、含氧条件、水化学和埋藏深度,全都塑造了后来能够被读出的内容。有些生物干净地进入档案。另一些则腐烂、破碎、漂浮、下沉,或消失。化石记录之所以丰富,是因为这个系统在保存某些事物上异常有效,而不是因为整个生态系统毫无偏向地转入岩石。

近年的古湖沼学研究让这一点更清楚。Benson、Smith 和 Spaulding 使用 Clare's Quarry 的硅藻与沉积证据,描述 Florissant 的湖泊条件和保存过程。USGS 摘要称,晚始新世 Florissant Formation 是一个丰富的大陆 Lagerstatte,湖相和河流相中都有保存良好的组合;这项研究聚焦湖相,以及宿主岩石积累并保存化石的过程。[4] 于是,湖泊本身成了一件工具。它的深度、化学性质、沉积物供给和微观生命都进入造化石装置本身。

第三条规则关乎生态:Florissant 记录的森林只会在开头让人感到熟悉,随后便会显出差异。最新始新世植物群已被用于估算气候,并重建始新世-渐新世边界前夕的古生态;这条边界标志着全球转入更冷的新生代条件。2020 年一项关于 Florissant 植物群的研究估算,年均温为 11.6 +/- 3.3 摄氏度,年均降水量为 740 +608/-334 毫米,同时强调科罗拉多州中部曾有多样的湖相植物群和动物群。[5] 这些数字不会把古代谷地变成现代科罗拉多的对应物。它们帮助定位的是一个没有简单现生替代版本的高地生态系统。

这种非类比特征,正是 Florissant 值得用现场报告方式阅读的原因,单看名场面会削弱它的层次。红杉近缘类群、昆虫、花、鱼类、哺乳动物、鸟类、花粉和叶片,并不只是拉出一张长长的物种清单。它们显露的是一个在晚始新世气候、海拔、水文和火山扰动下组装起来的群落。有些植物近缘类群指向的暖湿联系,超出今天人们随意观看科罗拉多州中部时会产生的预期。这里的重点并非 Florissant 属于热带,也不是一片被搬到内陆的红杉林。更窄也更准确的重点在于:这个地点截获了一个特定的山间盆地群落,时间在新生代规则再次转向之前。[5]

因此,对游客来说,最好的顺序既是身体上的,也是心理上的。先从树桩开始,因为它们最直接。随后把故事向外展开:一条有溪流的谷地,一个近到足以送来火山泥流和火山灰的火山场,一套被堵塞后转为湖泊的排水系统,湖底成对薄层在细密层理中累积,小型身体进入一份偏爱脆弱压缩化石的档案。树桩说明森林曾经站在这里。页岩解释了为什么那片森林上方已经消失的空气,今天还能通过翅和叶被取样。

Florissant 还澄清了一种更广泛的古生物学习惯:壮观化石一旦重新连回普通沉积物,力量会增强。一个保存了翅脉的昆虫化石很美,但它的科学力度取决于托住它的页岩、制造页岩的湖泊,以及向湖泊供给物质的火山系统。一个硅化树桩具有纪念碑般的体量,但当它与火山泥流时序和湖泊形成过程一起阅读时,意义会改变;它不再只是孤立遗物。

这就是现场课。Florissant 不是一片静态硅化森林加上一组漂亮压缩化石的组合。它是一份盆地档案,由水、火山灰、泥流、二氧化硅、硅藻、植物和昆虫在晚始新世条件下共同组装而成。树桩让人停下脚步。纸页状页岩教人理解这个地方曾经怎样运作。

来源

  1. National Park Service, "NPS Geodiversity Atlas--Florissant Fossil Beds National Monument, Colorado"(公园地质概览与化石资源背景)。
  2. National Park Service, "Geologic History of Florissant"(晚始新世火山泥流、红杉埋藏、湖泊形成与页岩单元)。
  3. National Park Service, "Volcanoes and Fossils"(火山灰、硅藻与 Florissant 纸页状页岩保存)。
  4. Mary Ellen Benson, Dena M. Smith, and Sarah A. Spaulding, "Perspectives on the paleolimnology of the late Eocene Florissant lake from diatom and sedimentary evidence at Clare's Quarry, Teller County, Colorado, USA," USGS publication page for Geological Society of America chapter (2021).
  5. Penn State research record for Sarah E. Allen, Alexander J. Lowe, Daniel J. Peppe, and Herbert W. Meyer, "Paleoclimate and paleoecology of the latest Eocene Florissant flora of central Colorado, U.S.A.," Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 551 (2020).
  6. Wikimedia Commons, "File:Petrified plants and fossils at Florissant Fossil Beds National Monument, Colorado (e429ca6e-bbfb-4bb3-babb-89fd9f9c7468).jpg" - 本文图片使用的 NPS staff photograph。