沒有變成煤的遠古森林，最終去了哪里？

大雨中，一群扁肯氏獸（Placerias）從河岸邊的南洋杉森林里緩緩走了出來，身體觸過那些柔軟低垂的樹枝。

左一就是扁肯氏獸 Placerias hesternus。硅化森林國家公園游客中心的小型博物館Rainbow Museum里，陳列了很多硅化森林同地層的動物化石；圖中這3種看上去像恐龍，其實都不是，它們比多數(shù)恐龍要早得多。扁肯氏獸屬于獸孔目，和哺乳動物關(guān)系更近；中間的是主龍類-偽鱷類下的掠食者后鱷龍 Postosuchus kirkpatricki，最右則是植食性的鏈鱷 Desmatosuchus | 鐘蜀黍

這些河馬大小的動物小心翼翼地踱過河灘覓食。這片低地河灘沼澤長滿了它們喜歡的蕨類植物——靠近森林邊緣還有許多碩大的木賊類，但木賊類的莖充塞著粗糙的硅質(zhì)，令它們難以下咽。扁肯氏獸用龜一樣的喙?fàn)钭焖合罗ь惖拇笃瑥?fù)葉，然后警覺地抬頭咀嚼。這片河中長期游弋著體長10米、令它們膽寒的鑿齒鱷（Smilosuchus），它們是晚三疊紀(jì)沼澤中的恐怖掠食者。

這個頭骨就來自于鑿齒鱷屬；雖然長得像鱷魚，但屬于植龍目的掠食者，和鱷魚關(guān)系很遠 | 鐘蜀黍

但驟然間，渾濁的河水漫過了扁肯氏獸眼前的一大叢蕨類，大樹被連根拔起的聲音由遠及近，大風(fēng)呼嘯著掠過河岸森林的每一棵樹——還未等扁肯氏獸發(fā)出哀鳴，暴雨引發(fā)的洪水漫天而來，沼澤仿佛整個被掀翻，每一頭鑿齒鱷和扁肯氏獸都被挾裹在樹木和泥漿中翻滾，再無法發(fā)出一點聲音。

數(shù)月之后，洪水才緩緩?fù)巳?。除了部分露在泥漿上的樹梢，厚厚一層泥漿埋葬了這小片沼澤大部分的生命。

世界遠非今天的樣貌

這是發(fā)生在2.25億年前三疊紀(jì)晚期諾利期的一場小規(guī)模洪災(zāi)。距離二疊紀(jì)末大滅絕——地球多細(xì)胞生命歷史上最大規(guī)模的滅絕事件，已經(jīng)過去了兩千多萬年，生命早已重新蓬勃繁榮。動物和植物早在兩億年前就已登上陸地，有些植物演化出了能用于輸導(dǎo)和支撐的木質(zhì)素，它們更是以前所未有的速度向著內(nèi)陸進發(fā)。石炭紀(jì)時壯觀的石松類木賊類雨林，早已在8000萬年前崩潰式微，海岸森林遍布著的是今天裸子植物的遠古親戚，長著類似于蘇鐵、銀杏、南洋杉、松柏類的樣貌，有花被子植物則還難覓蹤跡。

三疊紀(jì)晚期的沼澤森林想象圖 | Blue Mesa Room, Rainbow Forest Museu / NPS

在這一時間點，整個世界還遠非今天的樣貌。

我們腳下的地殼并非鐵板一塊，大的陸塊在地質(zhì)史上分分合合，在3億多年前的古生代晚期，地球上曾重新形成過一塊超級大陸，被稱為“盤古大陸（Pangea）”?！癙angea”這個名字正是提出大陸漂移學(xué)說的阿爾弗雷德·魏格納所創(chuàng)造的，來自于“pan（全部）”和“gaea”的組合，后者所指是“大地之母蓋亞”。

大約2億年前的盤古大陸 | Fama Clamosa / Wikimedia Commons

這場洪災(zāi)發(fā)生的地點，在今天位于美國西部內(nèi)陸的亞利桑那州，但在2.25億年前，這里卻正處熱帶，在盤古大陸的西南海岸，正對著古太平洋的前身、地球上曾有過的最廣闊海洋之一——泛大洋（Panthalassa）。

巨大的海陸熱力差異，讓三疊紀(jì)時的亞利桑那州長期降雨頻繁。熱帶的降水滋養(yǎng)了一大片沼澤森林和動物群，卻又時時以洪水摧毀它們，這在地層上留下了顯著的印記：洪水不斷攜裹著泥漿、碎屑和被葬送的生命，沉積于低洼盆地；數(shù)百萬年后，今天所發(fā)現(xiàn)的沉積層最厚處竟超過了500米。除去洪災(zāi)，大規(guī)模的火山活動也不罕見，沼澤森林就常在洪災(zāi)泥漿和火山灰的夾縫中繁榮茂盛著。

掩埋古代森林的可能是一次泥石流或者一次火山噴發(fā)，后續(xù)經(jīng)過數(shù)億年的沉積，再因地質(zhì)抬升，被風(fēng)和水流侵蝕重新暴露在地表，同樣的作用也形成了彩虹般的地層結(jié)構(gòu)，日落和傍晚的風(fēng)暴給彩虹般的地層更披上了變化莫測的色彩 | 鐘蜀黍

但是，那些被埋葬的生命并沒有徹底消失，另一場奇觀在細(xì)微處繼續(xù)進行，這也是我們今天得以一窺三疊紀(jì)末北美大陸上生命樣貌的原因。

偷梁換柱的微觀奇跡

被泥漿和火山灰圍裹的大樹，與空氣徹底隔絕；充沛的降水填塞了木質(zhì)，形成了缺氧的環(huán)境。這使得分解木質(zhì)的真菌難以生存，進一步放慢了降解速度。溶解在水中極微量的硅酸，在漫長的時間里，通過氫鍵與木質(zhì)素分子結(jié)合，逐漸再次以結(jié)晶或無定形沉積在木質(zhì)周圍，如同倒模一樣完整復(fù)刻了木質(zhì)的形態(tài)。而木質(zhì)本身在漫長時間里碎裂、降解。

悄無聲息中，二氧化硅礦物的各種形態(tài)如石英、蛋白石等完全取代了木質(zhì)，偶爾也有別的雜質(zhì)混入，形成了類似瑪瑙一樣的礦物，而木質(zhì)的形態(tài)卻在這場微觀的偷梁換柱中保留下來。它們形成了樹木的形態(tài)化石，也就是硅化木。在近似的作用下，部分動物遺骸的結(jié)構(gòu)也被礦物所替代、保存，成為化石。

硅化森林的硅化木大部分來自已滅絕的裸子植物如 Araucarioxylon arizonicum，形態(tài)和今天的南洋杉相似 | 鐘蜀黍

一些斷面顯出瑪瑙和蛋白石的虹彩 | 鐘蜀黍

在數(shù)百萬年的時間里，洪水沖來的沉積物一層層覆蓋在這里。這些沉積物成分和質(zhì)地不一，比如石英砂礫、含鈣的白堊土、氧化的含鐵的紅壤……它們像書頁一樣沉淀下來。如果地質(zhì)長期穩(wěn)定，下層沉積物受到上層的重壓，它們會成為沉積巖。而遼闊無倫的盤古大陸，從1億8千萬年前的侏羅紀(jì)，開始了距今最后的一次分裂解體，北美大陸也被板塊運動推離了熱帶。

在上億年之后，在太平洋板塊的擠壓下，這一大區(qū)域從淺海開始抬升，從6000萬年前一直到今天，部分區(qū)域海拔甚至超過3000米——這就是現(xiàn)在的科羅拉多高原，原有的沼澤徹底消失，濕潤的海岸變成了干旱的內(nèi)陸。

硅化木長度可以到30-40米，直徑多在1米以上，遍地都是 | 鐘蜀黍

這個過程中，原先尚未穩(wěn)固的的沉積帶，被流水和大風(fēng)所侵蝕風(fēng)化，形成了千溝萬壑和多彩的土丘。那些美麗的硅化木和動物化石也重新暴露在荒野，被數(shù)千年前才到達這里的人類所發(fā)現(xiàn)。

森林被埋葬的過程在全球各地多個地質(zhì)時期都發(fā)生過。今天從北美的荒漠到中歐的平原，從新疆的準(zhǔn)噶爾盆地到非洲馬達加斯加的海岸，硅化木在幾乎每個大洲都有出土發(fā)現(xiàn)；所在的地層，從3億多年前的古生代二疊紀(jì)，到距今200萬年前的新生代晚第三紀(jì)。洪水和火山的快速掩埋與硅質(zhì)豐富的水體，創(chuàng)造了這一迥然不同于成煤和被真菌分解的過程，給了死亡森林以另一種生機。深圳仙湖植物園有一片“化石森林”，就收集了來自國內(nèi)遼寧、新疆、內(nèi)蒙古乃至北美的硅化木，足以讓市民在參觀時冥想山海劇變。

這些硅化木上常覆蓋著明黃色的地衣，這些地衣會分泌一些有機酸如草酸，可以更強烈地侵蝕巖石——這片森林最后的遺跡也將無法逃脫風(fēng)化作用，成為土壤，最終回歸于地球的物質(zhì)循環(huán)之中 | 鐘蜀黍

當(dāng)我驅(qū)車開過科羅拉多高原，這里已經(jīng)滿目是巖石和荒漠。如果沒有這些硅化木和壯觀的沉積層，誰會知道這里曾經(jīng)是連綿的針葉森林呢？誰會知道一群扁肯氏獸的命運？

在森林的遺跡里行走，我看到那些玉石般的森林碎片上長著一些多刺的植物，開著鮮黃色的花，大概是仙人掌科御鏡屬的多刺御鏡（Opuntia polyacantha），它們多汁的莖和尖硬的長刺適應(yīng)于干旱氣候，還有一些麻黃、薔薇科的羚梅屬（Purshia）…… 這些植物的祖先，抵達這里的時間不會超過1000萬年。在三疊紀(jì)的沼澤森林消失兩億年后，這片土地上的生命又換了一副樣貌。

死于三疊紀(jì)的硅化木化石邊，開出了仙人掌和羚梅的花，植被已經(jīng)完全改變 | 鐘蜀黍

在這片曾經(jīng)的森林邊，我禁不住想象：如果東晉時代的先民看到過這樣的荒野和“硅化森林”，不知道除了“滄海桑田”還會發(fā)明些別的什么成語？地質(zhì)歷史的遼闊要用狂野的想象去馳騁，初次遇見硅化木的人們，是否也曾經(jīng)陷入虛無與困惑？

但當(dāng)我見到那些石頭上的巖畫，我相信這些故事早已在上萬年前，裝點了人類的夢境。

北美原住民留在硅化森林國家公園里的巖畫 | VIP Stuart Holmes / NPS

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