近日，在山西省陽(yáng)泉市意外發(fā)現(xiàn)了一根沉睡地下長(zhǎng)達(dá)2.9億年的一株巨型遠(yuǎn)古樹木化石，該木化石保存較為完好，直徑達(dá)1米，出露長(zhǎng)度5米，屬于科達(dá)類木化石，該化石屬于國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的古生物化石。

這具完整的科達(dá)類木化石，不僅填補(bǔ)了我國(guó)華北地區(qū)二疊紀(jì)大型科達(dá)植物莖干化石研究的空白，更為我們探尋二疊紀(jì)末物種大滅絕事件前的生態(tài)環(huán)境提供了珍貴的實(shí)物線索。

一、引言：工地的“遠(yuǎn)古來(lái)客”

古生物化石就像地球的“天然史書”，每一塊都藏著億萬(wàn)年的演化密碼。其中木化石尤為特別，它完整保留了遠(yuǎn)古植物的原生結(jié)構(gòu)，是我們重建遠(yuǎn)古植被、還原古氣候的“活字典”。

山西陽(yáng)泉地處華北克拉通東部，是石炭—二疊紀(jì)重要的成煤盆地，這里的二疊系山西組地層發(fā)育完整，就像為古植物化石量身打造的“保存箱”。

二、化石發(fā)現(xiàn)：2.9億年前“華北綠洲”

這具木化石的“藏身之處”，是山西省陽(yáng)泉市平定縣太舊高速路改線工程的一處施工區(qū)域（地理坐標(biāo)暫未公開），它來(lái)自地下的二疊系山西組地層。

遠(yuǎn)古陽(yáng)泉

據(jù)陽(yáng)泉市地質(zhì)災(zāi)害防治中心工作人員現(xiàn)場(chǎng)勘查，這片地層主要由灰色、灰黑色的砂巖和頁(yè)巖交替組成，還夾雜著薄層煤層，在遠(yuǎn)古時(shí)期這里其實(shí)是一片廣闊的三角洲平原。

從區(qū)域地質(zhì)資料我們能得知，陽(yáng)泉地區(qū)的二疊系山西組形成于2.9億年前的二疊紀(jì)早期，那時(shí)的華北地區(qū)可不是現(xiàn)在的模樣，而是一片溫暖潮濕的“綠洲”，這樣的氣候條件特別適合裸子植物的生長(zhǎng)繁衍。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)清理和測(cè)量，這具木化石的“顏值”和“身材”都很出眾：保存狀態(tài)十分完好，直徑有1.0米，露出地面的長(zhǎng)度就有5.0米，還有一部分仍然埋藏在地下。

專家初步確定它是科達(dá)類植物的莖干化石。根據(jù)《國(guó)家古生物化石標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB/T 35053 - 2017），這具化石因?yàn)榭茖W(xué)價(jià)值極高，被列為國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)古生物化石。

目前現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)采取了覆蓋保護(hù)措施，還設(shè)置了警戒線，避免這尊“遠(yuǎn)古瑰寶”遭受二次破壞。

三、木化石與煤炭：同源異路“后裔”

可能很多人會(huì)好奇：木化石和煤炭都是遠(yuǎn)古植物變來(lái)的，它們到底有什么不一樣？

其實(shí)，雖然它們的“祖先”都是遠(yuǎn)古植物，但因?yàn)榻?jīng)歷的“成長(zhǎng)歷程”不同，最終變成了完全不同的形態(tài)，核心差異主要有三點(diǎn)：

木化石的形成需要一場(chǎng)“天時(shí)地利”的巧合，核心是“快速埋藏 + 硅化替換”：遠(yuǎn)古時(shí)期的樹木可能因?yàn)榛鹕絿姲l(fā)、泥石流等突發(fā)地質(zhì)事件，被迅速掩埋在地下，這樣就隔絕了空氣和微生物，避免了腐爛分解。之后，富含硅質(zhì)的地下水慢慢滲透到樹木內(nèi)部，二氧化硅就像一位“精細(xì)的工匠”，一點(diǎn)點(diǎn)替代了原來(lái)的木質(zhì)纖維細(xì)胞結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的礦物化作用，最終形成了保留植物原始結(jié)構(gòu)的化石。

而煤炭的形成則是一段“漫長(zhǎng)的蛻變”，遵循“生物化學(xué)作用 + 煤化作用”的路徑：植物殘?bào)w先在沼澤環(huán)境中被微生物分解、腐爛，形成泥炭；隨著地殼運(yùn)動(dòng)，泥炭被沉積物覆蓋，在地下高溫、高壓的環(huán)境下，慢慢完成壓緊、失水、去揮發(fā)分的過(guò)程，最終變成我們熟悉的褐煤、煙煤、無(wú)煙煤等不同煤種。

從成分上看，木化石已經(jīng)完全“石頭化”了，核心成分是二氧化硅（SiO?）這種無(wú)機(jī)物，部分還含有少量碳酸鈣、氧化鐵等礦物元素，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，硬度也很高，莫氏硬度能達(dá)到7左右，和我們常見的石英硬度差不多。

而煤炭則是典型的“有機(jī)燃料”，主要成分是碳、氫、氧、氮等元素組成的有機(jī)物，其中碳含量會(huì)隨著煤化程度的升高而增加。正因?yàn)槭怯袡C(jī)物，煤炭化學(xué)性質(zhì)相對(duì)不穩(wěn)定，容易燃燒、氧化，這也是它能成為能源的關(guān)鍵原因。

木化石的價(jià)值在于它是一份“精細(xì)的遠(yuǎn)古檔案”，里面保留了樹木的年輪、蟲洞、樹皮紋理等細(xì)微結(jié)構(gòu)，能讓我們直接了解遠(yuǎn)古植物的種類、生長(zhǎng)習(xí)性和生存環(huán)境。

而煤炭的主要價(jià)值是能源利用，雖然它的層位、厚度等特征也能間接反映成煤時(shí)期的植被覆蓋度和古氣候，但沒(méi)法提供植物個(gè)體的精細(xì)結(jié)構(gòu)信息。

有意思的是，這次發(fā)現(xiàn)的科達(dá)類植物，正是山西地區(qū)石炭—二疊紀(jì)時(shí)期主要的成煤植物之一，這具木化石就像一座“橋梁”，把成煤植物的個(gè)體特征和整個(gè)成煤環(huán)境的研究聯(lián)系了起來(lái)。

四、化石“含金量”：不止古老石頭

科達(dá)類植物是二疊紀(jì)時(shí)期裸子植物中的“大家族”，曾經(jīng)廣泛分布在全球各地，但我們之前發(fā)現(xiàn)的化石大多是葉子，完整的大型莖干化石很少見。

在我國(guó)華北地區(qū)，之前發(fā)現(xiàn)的二疊紀(jì)科達(dá)類植物莖干化石，直徑大多不超過(guò)30厘米，而這次發(fā)現(xiàn)的化石直徑足足有1米，結(jié)合科研數(shù)據(jù)推測(cè)，這棵遠(yuǎn)古樹木活著的時(shí)候高度可能超過(guò)40米。

這具完整化石的出土，不僅填補(bǔ)了華夏植物區(qū)二疊紀(jì)大型科達(dá)類植物莖干結(jié)構(gòu)研究的空白，還顛覆了一個(gè)傳統(tǒng)認(rèn)知——之前歐美學(xué)者認(rèn)為科達(dá)類植物只生活在干旱的高地，但這具化石出土于分流河道砂巖地層，說(shuō)明二疊紀(jì)早期的華北地區(qū)，科達(dá)類植物也能適應(yīng)濕潤(rùn)的河岸帶環(huán)境，生存能力遠(yuǎn)比我們想象的強(qiáng)。

木化石里藏著最直觀的古氣候密碼。這次發(fā)現(xiàn)的科達(dá)類木化石沒(méi)有明顯的生長(zhǎng)輪，再加上它的出土地層上下都有煤層出露，這就告訴我們：2.9億年前的陽(yáng)泉地區(qū)，氣候非常潮濕、溫度也很穩(wěn)定，沒(méi)有明顯的四季變化。

除此之外，通過(guò)檢測(cè)化石中的微量元素，比如碳、氧同位素，我們還能更精準(zhǔn)地算出當(dāng)時(shí)的降水強(qiáng)度、大氣中二氧化碳的濃度等氣候參數(shù)，為還原二疊紀(jì)早期華北地區(qū)的氣候格局提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

山西是我國(guó)的產(chǎn)煤大省，這里的煤炭大多形成于石炭—二疊紀(jì)，科達(dá)類植物就是當(dāng)時(shí)形成煤炭的“主力軍”之一，它的生長(zhǎng)狀態(tài)直接影響著煤炭的形成規(guī)模和質(zhì)量。

這具木化石的發(fā)現(xiàn)，為我們研究成煤植物的生長(zhǎng)環(huán)境、群落結(jié)構(gòu)提供了鮮活的“樣本”，能幫助我們更深入地了解華北地區(qū)石炭—二疊紀(jì)的成煤環(huán)境。

更重要的是，在二疊紀(jì)早期之后約4000萬(wàn)年，地球發(fā)生了歷史上最嚴(yán)重的物種大滅絕事件——二疊紀(jì)—三疊紀(jì)滅絕事件，當(dāng)時(shí)96%的海洋生物和70%的陸地生物都消失了。

這具木化石記錄的二疊紀(jì)早期生態(tài)環(huán)境信息，能為我們解讀滅絕事件發(fā)生前的環(huán)境變化趨勢(shì)提供重要線索，幫助我們更好地探討這場(chǎng)災(zāi)難的成因和機(jī)制。

這具木化石的發(fā)現(xiàn)，不僅有科研價(jià)值，還有很高的科普和保護(hù)意義。

目前當(dāng)?shù)卣呀?jīng)規(guī)劃建設(shè)化石遺跡公園和博物館，通過(guò)對(duì)這具化石的系統(tǒng)保護(hù)和展示，我們能直觀地看到地球演化和生命進(jìn)化的歷程，讓更多人了解古生物化石的珍貴價(jià)值，提升大家保護(hù)古生物化石的意識(shí)。

同時(shí)，這次對(duì)木化石的保護(hù)和研究實(shí)踐，也能為其他地區(qū)同類古生物化石資源的合理開發(fā)和保護(hù)提供參考。

五、總結(jié)

山西陽(yáng)泉發(fā)現(xiàn)的這具二疊紀(jì)早期科達(dá)類木化石，是華北地區(qū)古生物研究領(lǐng)域的一次重要突破。它不僅規(guī)模大、保存完整，填補(bǔ)了大型科達(dá)類植物莖干化石研究的空白，修正了我們對(duì)這類植物生態(tài)習(xí)性的傳統(tǒng)認(rèn)知，還為我們重建二疊紀(jì)早期古氣候、深入了解成煤環(huán)境，以及解讀二疊紀(jì)末物種大滅絕事件提供了關(guān)鍵的實(shí)物證據(jù)。

關(guān)于這具“遠(yuǎn)古樹木標(biāo)本”的探索還遠(yuǎn)沒(méi)有結(jié)束。未來(lái)，我們可以進(jìn)一步清理和發(fā)掘埋藏在地下的部分，獲取完整的化石標(biāo)本，深入研究它的內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)；還可以通過(guò)同位素檢測(cè)、微量元素分析等手段，更精準(zhǔn)地還原二疊紀(jì)早期的氣候參數(shù)；同時(shí)結(jié)合陽(yáng)泉地區(qū)之前發(fā)現(xiàn)的211棵科達(dá)類植物莖干化石群，開展更全面的古植被群落和古地理環(huán)境研究，讓我們對(duì)華北地區(qū)二疊紀(jì)的地質(zhì)演化和生命進(jìn)化有更清晰的認(rèn)識(shí)。