征戰(zhàn)藏北無人區(qū)——科考與科普同行
青藏高原是世界屋脊、地球的第三極。它的形成見證了異常復(fù)雜的構(gòu)造演化，因此，青藏高原是研究地球動(dòng)力學(xué)的天然實(shí)驗(yàn)室。化石是青藏高原上的精靈，對(duì)它的考察研究不僅可以了解青藏高原深時(shí)的生物多樣性，更可以從化石的組成面貌上揭示青藏高原深時(shí)古地理演化的奧秘。依托于第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究第七任務(wù)“高原生長與演化”第六專題“深時(shí)特提斯生物與環(huán)境演變”，由中科院南京地質(zhì)古生物研究所和南京大學(xué)以及新京報(bào)科普?qǐng)F(tuán)隊(duì)等一行25人于8月30日至10月2月開展了穿越藏北無人區(qū)的科學(xué)考察。此次科考的任務(wù)是穿越青藏高原的不同特提斯縫合帶，考察北羌塘地塊、南羌塘地塊和拉薩地塊二疊紀(jì)-三疊紀(jì)和奧陶紀(jì)的動(dòng)物群，了解它們的組成面貌，研究它們與古地理、古環(huán)境變遷的協(xié)同演化。
圖1. 考察路線
此次考察原計(jì)劃安排在5月份，但由于新冠疫情的影響，未能成行。7-8月又是藏北的雨季，不利于科考采樣工作的實(shí)施。因此，此次科學(xué)考察被推遲到9月份。此次科考與往次不同的是，隊(duì)員們不僅要完成科考任務(wù)，還要完成科普任務(wù)。習(xí)總書記曾指出，科普與科研具有同等重要的位置。因此，我們此次是和新京報(bào)的團(tuán)隊(duì)合作，借這次藏北科考的機(jī)會(huì)，向公眾科普地質(zhì)學(xué)、地層古生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和青藏科考的精神。
8月30日，醞釀許久的藏北無人區(qū)科考終于拉開帷幕，南京地層古生物科考分隊(duì)的科考隊(duì)員和北京新京報(bào)以及中國聯(lián)通信號(hào)支持的隊(duì)員們分別從南京和北京進(jìn)藏。
【出發(fā)前物資準(zhǔn)備】
此次科考隊(duì)伍中有不少隊(duì)員是首次進(jìn)藏，因此為安全考慮，安排有高反的隊(duì)員在賓館休息、調(diào)整身體。其他人員都各司其職、分頭辦理野外手續(xù)和采購物資。
此次科考大部分地區(qū)都遠(yuǎn)離縣城，隊(duì)員們必須露營。因此，在出發(fā)前要做好充分的準(zhǔn)備。包括油桶、帳篷、氧氣瓶、炊具、生活物資等。
圖2. 科考隊(duì)員在采購物資（王金淼、蔣鵬峰攝）
【第一站：色林錯(cuò)北】
9月5日，隊(duì)員們裝好車后準(zhǔn)備出發(fā)，大家心里又興奮又忐忑，興奮的是可以去藏北看到心儀已久的地層、采到夢(mèng)寐以求的化石；忐忑的是不知道野外會(huì)碰到什么突出情況、有什么未知的風(fēng)險(xiǎn)。
圖3.部分科考隊(duì)員出發(fā)合影（王金淼攝）
帶著復(fù)雜的心情，隊(duì)員們踏上了藏北科考之路。按預(yù)先的計(jì)劃，張以春隊(duì)長為大家科普了岡底斯花崗巖和念青唐古拉群的知識(shí)。盡管這不是此次科考的考察對(duì)象，但這些特殊的巖石中蘊(yùn)含大量的地質(zhì)信息，是各學(xué)科科學(xué)家們熱門研究對(duì)象。因此，為其他科考隊(duì)員們及公眾講解這些知識(shí)，讓大家對(duì)地質(zhì)學(xué)各學(xué)科都有初步的認(rèn)識(shí)和了解，增加大家的科學(xué)素養(yǎng)是非常有必要的。
圖4.講解岡底斯花崗巖（王金淼攝）
圖5.科考車隊(duì)（王金淼攝）
6日科考分隊(duì)在班戈縣休整，科考分隊(duì)的兩位隊(duì)長張以春研究員和張華研究員，以及廚師三人趕往色林錯(cuò)北踏勘，一是尋找化石點(diǎn)，二是尋找扎營的地方。半天的踏勘并未發(fā)現(xiàn)好的化石點(diǎn)，心里有點(diǎn)遺憾，但有收獲的是，找到了一個(gè)水源地，雖然水流很小，但也足夠科考分隊(duì)幾天的生活用水需求。
圖6. 張華研究員在踏勘剖面（張以春攝）
圖7. 色林錯(cuò)北1號(hào)營地（張以春攝）
7日，科考分隊(duì)全體成員從班戈縣趕往探勘好的扎營地，在陽光明媚的中午，科考隊(duì)員們迅速扎好營地，簡單地吃點(diǎn)東西，就立刻前往剖面進(jìn)行考察。但下午的考察工作不太順利，看的幾個(gè)灰?guī)r體都有非常嚴(yán)重的重結(jié)晶，方解石脈體太多。雖然可以看到零星的化石，但大多面目全非。因?yàn)檫@些塊體都是從1億多年前的班公湖-怒江洋盆的海溝中翻出來的，所以能在這些灰?guī)r中找尋到化石，得費(fèi)工夫。
圖8.色林錯(cuò)北找化石（王金淼攝）
第二天，科考分隊(duì)轉(zhuǎn)戰(zhàn)到了雙湖縣多瑪鄉(xiāng)南面的工作點(diǎn)。剛走近露頭，覺得有希望，因?yàn)檫@個(gè)塊體比其它塊體變質(zhì)輕。在山腳下，隊(duì)員們已經(jīng)可以找尋到很多海綿似的礁體。大家迫不及待地爬到山上，找尋化石。終于在半小時(shí)后，張以春發(fā)現(xiàn)了含有?類化石的層位，野外初步判斷它的時(shí)代是中二疊世（距今約2.65億年左右）。這些?類化石雖然分異度不高，但或許可以告訴我們這些灰?guī)r塊體來自何處，因此科學(xué)意義可不小。大家分工明確、花了半天時(shí)間測(cè)了這條剖面，詳細(xì)地采集了沉積和各類化石樣品，滿載而歸。
圖9. 雙湖縣多瑪鄉(xiāng)南找到化石（王金淼攝）
【第二站：熱覺茶卡地區(qū)】
色林錯(cuò)北的短暫科考工作完成后，科考分隊(duì)就開始了最艱苦的無人區(qū)科考工作了。從9日開始，一路上馬不停蹄跋涉前行。從色林錯(cuò)北面開車經(jīng)過尼瑪縣，辦理進(jìn)入無人區(qū)的手續(xù)后，就趕往榮瑪鄉(xiāng)。10日，在鄉(xiāng)里休息一晚后，隊(duì)員們就趕往熱覺茶卡的工作區(qū)。
從榮瑪鄉(xiāng)至熱覺茶卡是穿越著名的龍木錯(cuò)-雙湖古特提斯縫合帶。因此，這一路可以看到非常經(jīng)典的地質(zhì)現(xiàn)象。在路過藍(lán)嶺時(shí)，張以春為大家詳細(xì)地講解了龍木錯(cuò)-雙湖縫合帶的研究歷史和爭議點(diǎn)，還介紹了藍(lán)嶺的藍(lán)片巖形成機(jī)制。大家對(duì)這些地質(zhì)現(xiàn)象有濃厚的興趣，一致要求上山近距離觀察。所以在路上臨時(shí)安排大家采集一些計(jì)劃外的藍(lán)片巖樣品。
圖10.科考隊(duì)員在聽藍(lán)片巖的成因講解（王金淼攝）
走過角木日溝后，從瑪依崗日雪山前路過，隊(duì)員們感嘆和11年前見過的瑪依崗日很不一樣，雪線抬高了，冰川小多了，氣候的變化太顯著了。進(jìn)入無人區(qū)的路碎石較多，路況很差，一路顛簸到熱覺茶卡的南岸，在一個(gè)溝口安營扎寨。
圖11. 科考分隊(duì)途經(jīng)瑪依崗日雪山進(jìn)入羌塘無人區(qū)（王金淼攝）
圖12.熱覺茶卡無人區(qū)的星空（王金淼攝）
熱覺茶卡是此次科考任務(wù)的重點(diǎn)工作區(qū)，工作條件異常艱苦。已經(jīng)9月中旬，無人區(qū)的晝夜溫差極大，夜晚非常寒冷，早上起來都凍的瑟瑟發(fā)抖，時(shí)常也可看到睡袋上覆蓋一層薄冰。無人區(qū)的風(fēng)沙也很大，每天野外考察回來，發(fā)現(xiàn)帳篷里全是沙子，睡覺前都要清理一下才可以。但科考隊(duì)員們不畏艱辛，堅(jiān)持每天準(zhǔn)時(shí)起床、準(zhǔn)時(shí)出發(fā)采樣。
這個(gè)地區(qū)的采樣非常辛苦，因?yàn)榈靥幥继林醒肼∑饚Ц浇０纹毡樵?000米左右。張以春研究員負(fù)責(zé)找尋地層中的微小的有孔蟲化石；張華研究員、鄭全鋒副研究員和博士生喬楓每天都背著滿滿一包的石頭往返于山間；羅茂副研究員專心尋找二疊紀(jì)和三疊紀(jì)地層中的遺跡化石。南京大學(xué)博士生徐海鵬采集了豐富的腕足類化石。大家雖然辛苦，但收獲也很大。在這個(gè)區(qū)域科考的9天時(shí)間里，隊(duì)員們對(duì)熱覺茶卡地區(qū)進(jìn)行了大范圍踏勘，了解了該地區(qū)的地層展布情況。隨后對(duì)該區(qū)域內(nèi)的多個(gè)剖面的晚二疊世動(dòng)物群組成、海平面變化、二疊紀(jì)-三疊紀(jì)之交的植物群面貌、三疊紀(jì)地層及動(dòng)物群等進(jìn)行了詳細(xì)的考察研究。
這個(gè)地區(qū)大家采到了二疊紀(jì)豐富的有孔蟲、腕足類、雙殼類以及植物化石等，也理清了該地區(qū)二疊紀(jì)-三疊紀(jì)地層層序的變化，這對(duì)于我們深刻了解北羌塘地塊在2.5億年前后動(dòng)物群和地層層序的變化有了清晰的思路。
通過這次考察，科考分隊(duì)在該地區(qū)取得了一些初步認(rèn)識(shí)。一是該地區(qū)二疊紀(jì)末期熱覺茶卡組分布范圍很廣，其下部是厚層的灰?guī)r。所發(fā)現(xiàn)的化石基本可以確定從2.54億年左右，該地區(qū)海平面開始下降。之前認(rèn)為的中二疊統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的卻是晚二疊世的化石，因此判定該地區(qū)可能并沒有中二疊世的海相地層沉積。二是發(fā)現(xiàn)以往資料中劃定的泥盆紀(jì)地層很可能是三疊紀(jì)的層序，該地區(qū)并不存在泥盆紀(jì)地層，這令專門來研究泥盆紀(jì)地層的郄文昆副研究員可能是個(gè)不好的消息。但科學(xué)就是實(shí)事求是，這些第一手資料的取得以及新認(rèn)識(shí)都令我們很高興，早已忘卻了無人區(qū)缺氧及寒冷的惡劣條件。
圖13.熱覺茶卡地區(qū)的部分化石
圖14.二疊紀(jì)末期熱覺茶卡組的煤線
熱覺茶卡地處是羌塘無人區(qū)，是野生動(dòng)物的天堂，時(shí)?？梢钥吹礁鞣N野外動(dòng)物，如藏羚羊、藏原羚、野牦牛等。尤其是在一天踏勘剖面的路上，一頭野牦牛擋住了我們的去路，與科考分隊(duì)的車隊(duì)僵持了半小時(shí)以上才緩緩離去。因?yàn)椋鶕?jù)我們的野外經(jīng)驗(yàn)，單頭牛的攻擊性最強(qiáng)。
圖15.熱覺茶卡湖一帶的藏原羚（黃羊）（王金淼攝）
圖16.虎視眈眈的野牦牛（王金淼攝）
【第三站：榮瑪鄉(xiāng)地區(qū)】
結(jié)束了無人區(qū)的野外工作，科考分隊(duì)于9月19日從熱覺茶卡返回了榮瑪鄉(xiāng)。因?yàn)榍皫啄甑哪羺^(qū)搬遷，駐鄉(xiāng)的人已經(jīng)僅剩少數(shù)幾戶人家。隊(duì)員們?cè)卩l(xiāng)里找了一些空房子就短暫安頓下來，雖然條件依然簡陋，但至少比住帳篷要暖和一些。
這個(gè)地區(qū)位于縫合帶附近，地層變質(zhì)特別嚴(yán)重，能找到的化石屈指可數(shù)。最神奇的是在角木茶卡的深溝中科考時(shí)，發(fā)現(xiàn)那里的地層包括臺(tái)地相的灰?guī)r、深水相的硅質(zhì)巖、雜亂無序的砂礫巖等，在空間上根本無法判斷這些地層之間的接觸關(guān)系。隊(duì)員們就廣泛采樣，試圖能從微體化石中重建它們的演化歷史。
依布茶卡東岸同樣是大面積分布的二疊紀(jì)地層，但是去踏勘才發(fā)現(xiàn)這里的灰?guī)r層變質(zhì)嚴(yán)重，難以找尋到有價(jià)值的化石。
圖17.角木茶卡溝中的硅質(zhì)巖地層（張以春攝）
圖18. 科考隊(duì)員在考察依布茶卡東岸的地層（張以春攝）
但縫合帶也有優(yōu)勢(shì)，就是可以把很多古老的地層翻出地表，比如隊(duì)員們?cè)诂斠缻徣昭┥脚园l(fā)現(xiàn)了豐富的奧陶紀(jì)角石化石。這些4億多年前的化石記錄了當(dāng)時(shí)海底的環(huán)境。
圖19. 瑪依崗日雪山旁的奧陶紀(jì)角石化石（張以春攝）
23日，科考分隊(duì)完成了榮瑪?shù)貐^(qū)短暫的科考工作后，驅(qū)車離開羌塘保護(hù)區(qū)，趕往尼瑪縣。24日在尼瑪縣短暫停留了一天。在這一天里，一方面隊(duì)員們把無人區(qū)采集的1.5噸樣品從郵局寄往南京；另一方面，也補(bǔ)充了一些物資為最后一個(gè)工作區(qū)做準(zhǔn)備。
值得提出的是，科考分隊(duì)張以春研究員和張華研究員在24日上午為尼瑪縣中學(xué)的同學(xué)們做了“化石-青藏高原上的精靈”和“二疊紀(jì)末生物大滅絕”兩場(chǎng)科普?qǐng)?bào)告。這些科普的內(nèi)容都是同學(xué)們特別陌生的，但他們聽得津津有味，我們也為能有這樣科普的機(jī)會(huì)而感到很榮幸。
圖20. 科考隊(duì)員為尼瑪縣中學(xué)的同學(xué)們做科普講座（蔣鵬峰、呂文君攝）
【第四站：文布鄉(xiāng)地區(qū)】
在尼瑪縣補(bǔ)充好物資后，9月25日，科考分隊(duì)驅(qū)車趕到了尼瑪縣文布鄉(xiāng)。在我們的心目中想當(dāng)然地認(rèn)為人多的地方，住的地方應(yīng)該不難找。但令隊(duì)員們想不到的是，找扎營地就花費(fèi)了大半天的時(shí)間。因?yàn)槲牟监l(xiāng)地區(qū)位于北部當(dāng)穹錯(cuò)和南部當(dāng)惹雍錯(cuò)之間，水源地較難找。最后選擇的扎營地是位于兩湖中間的一個(gè)小溪邊，但晚上的風(fēng)特別大，若不是大石頭壓著，帳篷估計(jì)都要被吹飛了。
圖21.文布鄉(xiāng)營地（張以春攝）
盡管風(fēng)特別大使得科考隊(duì)員們晚上夜不能寐，但大家對(duì)考察的熱情一點(diǎn)都沒減少。尤其當(dāng)我們?cè)诋?dāng)穹錯(cuò)邊上找到了完美的二疊紀(jì)地層后，隊(duì)員們迫不及待地爬上坡度近50度的高山，采集了沉積和化石樣品。這個(gè)剖面上出露了冰磧巖、冰川結(jié)束之后的碎屑巖以及上部的灰?guī)r。沉積專家鄭全鋒老師說道：這是他見過最漂亮的冰室氣候向溫室氣候轉(zhuǎn)變的地層序列。這個(gè)剖面中可能蘊(yùn)藏了古生物地理演變的奧秘。
圖22.文布鄉(xiāng)二疊系剖面（張以春攝）
28日，科考分隊(duì)又在當(dāng)惹雍錯(cuò)邊上找到了中二疊統(tǒng)下拉組的碳酸鹽地層，并在其中發(fā)現(xiàn)了豐富的腕足類、?類、珊瑚和有孔蟲等化石，這些化石告訴我們當(dāng)時(shí)拉薩地塊是一個(gè)非常穩(wěn)定的地區(qū)，溫暖的淺海造就了豐盛的化石?？吹竭@些化石，我們仿佛看到了2.65億年前的蔚藍(lán)色的海底世界。
圖22.當(dāng)惹雍錯(cuò)二疊系剖面（張以春攝）
圖23.當(dāng)惹雍錯(cuò)二疊系剖面中的珊瑚化石（張以春攝）
【科考感悟】
近一個(gè)月的藏北科學(xué)考察中，25人的科考隊(duì)伍穿越了藏北多個(gè)不同的地塊、全程4700多公里。野外采集了各類化石、巖石樣品3噸左右?？茖W(xué)傳播方面推出延時(shí)直播12場(chǎng)、科普短視頻50余個(gè)、微博的瀏覽量目前達(dá)到2284.5萬。
對(duì)于我們來說，這是一次極具挑戰(zhàn)的科學(xué)考察。一是任務(wù)繁重，既有大量科考工作，又有學(xué)科龐雜的科學(xué)傳播任務(wù)；二是人員眾多，任何一個(gè)小的疏忽都可能造成重大安全問題；三是考察區(qū)在藏北，海拔高、溫差大、野生動(dòng)物多，這對(duì)科考人員的生理和心理都是一個(gè)不小的考驗(yàn)。但科考隊(duì)員傳承了老一輩青藏科學(xué)家的吃苦耐勞和團(tuán)隊(duì)合作精神，科考隊(duì)員、媒體人員、通訊保障人員、司機(jī)、廚師全力合作，齊心協(xié)力，努力克服各種突發(fā)情況和困難，順利完成了藏北科學(xué)考察。
青藏高原是地球科學(xué)研究的天然實(shí)驗(yàn)室。青藏高原演化過程中遺留了大量的科研問題亟待我們?nèi)タ疾臁⑷パ芯?，這次科考的成功實(shí)施使我們更加堅(jiān)定信心，明年繼續(xù)赴青藏的空白區(qū)、難點(diǎn)區(qū)進(jìn)行科學(xué)考察，去藏北發(fā)現(xiàn)重要的化石和地層。解讀深時(shí)古地理的變遷和古氣候的演變是我們持之以恒的研究動(dòng)力。
圖24.部分科考人員野外合影
作者：南京地層古生物科考分隊(duì)（張以春、張華）