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- 为什么在鸟羽发现恐龙化石
- 从地质了解日本列岛的形成

这是一个实验室参观合作系列,讲谈社 Bluebacks 编辑部将参观 AIST 的研究地点,并报告那里有什么样的研究人员以及那里正在做什么。
此时此刻正在诞生什么样的科学?在论文和书籍中发表的研究成果的幕后发生了什么?我们将关注参与研究的每个人。 (*与讲谈社Bluebacks网站同时发布。)
每年暑假期间,全国各地都会举办“恐龙展”。精致、动人的恐龙模型令人印象深刻,深受孩子们的欢迎,但最吸引人的是巨大的化石骨架。如果你的孩子在恐龙化石面前问你这个问题你会怎么做?
“在哪里可以找到恐龙?”
为了寻找这个问题的答案,蓝背探险队拜访了一位地质研究员。
发布于 2018 年 6 月 29 日
中川隆雄的采访和文字
在鸟羽发现的巨型恐龙化石
在日本 18 个县发现了从蛇颈龙到暴龙等多种恐龙化石。恐龙在大约 2 亿至 6600 万年前的中生代时期繁盛。通过巨大的骨骼标本想象那个时代很有趣。那么,恐龙化石是在哪些地质地层中发现的呢?
1996年,在三重县鸟羽市发现了包括巨型股骨在内的十几块化石。在海岸悬崖上发现的化石骨骼后来被确定属于中生代白垩纪时期的泰坦龙科成员,并被命名为托宝龙。股骨最大长度为 128 厘米,估计是 18 米长的草食性恐龙。
所发现的地层是白垩纪上半期沉积在浅海底部的。据认为,生活在海岸附近的一种食草龙死亡后被河流冲入大海,成为河口附近海底的化石。
我这次访问的米乐m6官方网站地质信息研究部高级研究员内野贵之,从2011年起与另外两名研究人员一起花了五年时间调查鸟羽地区的地质情况,并于去年出版了《1:50,000地质图‘鸟羽’》。
说到地质图,蓝背探险队去年还拜访了内藤一树和佐藤大辅并进行了交谈。与井野忠敬齐步走遍日本的“神秘科学家”的真实身份'')。和他们一样,内野先生也走遍了鸟羽,努力制作地质图。
我们请内野先生解释为什么在鸟羽发现了恐龙化石。
先生内野
“鸟羽龙被发现的地层被称为松尾组。它是约13亿年前(白垩纪上半叶)由浅海中堆积的沙和泥形成的地层,变成岩石,然后隆起。
周围地质分布极其复杂,松尾组的几条带状夹在中生代侏罗纪时期被称为“增生棱柱”的地层之间。增生杂岩中不可能有恐龙化石,所以我们唯一可以指望的是松尾组,但分布范围相当狭窄,所以我认为它们经常在这个地层中被发现。”
发现奇迹般保存的恐龙化石的地层
尽管它们来自同一个白垩纪,但它们不是来自吸积棱柱吗?
“增生棱柱是在板块俯冲的地方,也就是远离陆地的深海海沟中形成的地质地层,所以不太可能发现恐龙化石。志摩半岛的伊势、鸟羽、志摩地区主要是。鸟羽是日本地质最复杂的地区之一,一层层的增生体像千层酥一样互相重叠,而且有许多古老的断层。化石是在那里发现的,因为增生体的顶部恰好沉积了浅海层。
1/50,000 地质图宽度“鸟羽”
如果你看一下地质图,你会看到黄、蓝、橙色的地层从东向西稀疏地延伸,就像被推土机推倒的地质千层酥。
“吸积棱柱是由东南移动的海洋板块挤压形成的。在这个地区,古代增加的地层在被推挤的过程中不断隆起,曾经的海底现在变成了陆地。”
如果发现恐龙的松尾组覆盖了吸积棱柱,我认为它可能分布得更广泛。
“当板块俯冲时,增生棱柱被推起并隆起,产生许多断层。而且这种隆起的程度并不均匀。
鸟羽的南北两侧隆起很大,但只有鸟羽的隆起很小。在上升流较大的地区,覆盖增生棱柱的浅海层受到长年风雨的侵蚀。然而,在隆起较小的鸟羽,浅海层并未受到明显的侵蚀,幸运的是仍保留为松尾组。
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导致松尾层(浅海层)保存的地质形成模型
再看一下地质图,松尾组(地质图上柠檬色所示的区域)从鸟羽市以南,从东北向西南呈狭长的方向延伸。这是唯一可以发现恐龙化石的地方。鸟羽流的分布范围如此狭窄,可以说是一个奇迹。
改变地质图的板块构造理论
先生内野说,除了恐龙化石外,该地区还具有重要的地质意义。
“鸟羽这个地方很重要,因为它在有限的区域内拥有多种不同类型的地质。定义这里的地质将成为调查和识别日本西南部类似地质的基础,也将有助于阐明日本列岛的发展过程。”
这次,内野先生在更大的日本整体地质图上继续解释。
“地质图不仅仅是通过在陆地上行走来显示岩石在哪里以及如何分布的地图。它也是预防断层和滑坡等灾害的信息图,对于我们研究人员来说,它也是显示地质形成过程的“地质结构重建图”。这可以阐明地球的形成。”
日本地质图已有 140 年的历史。最初是为了调查煤炭等地下资源而创建的,但其目的和写作风格逐渐发生了变化。
``极大地改变了我们表达方式的转折点是板块构造学的概念,该概念于 1980 年左右传入日本。地球表面分为大约 15 个大小板块,地震和火山活动是由一个板块俯冲到相邻板块的运动控制的。我们今天认为理所当然的想法在 40 年前的日本几乎不存在。
地质测绘基于这些最新理论。当谈到增生体时,仅通过测量地球表面来绘制地下横截面的能力,以及估计和表示未暴露的岩石和断层的能力,很大程度上是基于板块构造理论。
地质图的用途还是一如既往:学术研究,但从社会角度来看,可以说已经从“资源保障”向“防灾”发生了重大转变。
日本列岛所在的欧亚板块受到东边的太平洋板块和南边的菲律宾海板块的推动。由于陆地板块较轻,太平洋板块和菲律宾海板块正在向下方俯冲。另外,在太平洋板块和菲律宾海板块的交界处,太平洋板块的重量较重,因此太平洋板块也会在这里俯冲。
日本列岛的基础是海沟中堆积的泥土和沙子
受菲律宾海板块俯冲到南海海槽的影响,纪伊半岛继续向西北方向推进。内野先生表示,人们认为过去也曾发生过类似的过程,目前志摩半岛上暴露的许多地质地层都是增生棱柱和其他地质地层,这些地层很久以前在海沟和向陆一侧的浅水中形成,在俯冲板块的挤压下上升,形成陆地。
“毫不夸张地说,日本列岛的基础是由增生体构成的。增生体是由从陆地一侧流入海沟的大量沉积物和被撕扯下来的大洋板块上的沉积物组成的(包括放射虫和含有硅质浮游生物残骸的燧石、含有珊瑚的石灰岩等的混合物)钙质生物和部分海山(玄武岩),并且通常具有非常复杂的外观。
部分增生棱柱随俯冲板块被带到地下深处,在高压和高温的作用下发生变质,成为变质岩。 ”
板块俯冲产生的“吸积棱镜”的概念图
显示混合岩性的增生杂岩 B:玄武岩,M:泥岩,L:石灰岩,S:砂岩
据说俯冲的海洋板块含有水,岩浆是从地下深处排出的水降低了熔点的地幔中产生的,这些水上升并成为火山的源头。
如果你观察日本列岛的火山分布,你会发现它们在俯冲板块后以一定距离排列成一排。顺便说一句,构成伊豆群岛的南北火山链是在太平洋板块俯冲到菲律宾海板块下方时形成的。
那里为什么会有一座火山?温泉为何从那里涌出?为什么那里会发生地震?所有这些都可以用板块构造理论来解释。基于这个大理论,我们走山、游山谷、画地质图。
圣山的秘密揭晓
让我们从更大的地质结构角度回到志摩半岛的鸟羽。
“整个鸟羽地区很复杂,但特别值得注意的是浅间山脉的形成,它从鸟羽向东延伸到伊势。最高峰浅熊岳海拔555米,是连接伊势神宫内殿的金刚精寺所在的神山。
这次调查首次发现整个浅熊山脉的地层都被颠覆了。它正在经历大规模褶皱和断层的动态过程。此外,浅间山脉是在海底喷发的巨大海山的一部分。这样,原本位于大洋板块上的海山也可能混入到增生体中。”
浅熊山脉的起源
谁能想到,这座长久以来被崇拜的山峰,是一亿五千万年前在海底喷发的海山,而整座山峰都被翻了个底朝天?
最后,内野先生揭开了伊势神宫白石的秘密。
“我对伊势神宫一无所知,但当我在神社森林地区进行研究时,在神社人员的帮助下,我对神社产生了兴趣,因此我决定研究神社中使用的铺路石,作为我‘枝叶研究’的一部分。您知道名为“Oshiroishi Mochi”的活动吗?”
这是否与每20年重建一次神社的“式年迁宫”有关?
``在式年迁宫期间,所有的建筑、服装和神圣宝物都被更换为新的。同样的,布置的白色石子也被替换掉。这个活动是“大石麻糬”。
您是说要把所有的石头都换成新的吗? ?
``无论是鸟居门还是建筑物,据说曾经使用过的木材都会被送给其他神社来重新利用,白石也是如此。因此,当地的奉献组织每 20 年一次,就会从附近流淌的宫川收集白石。它们分布在主殿周围,主殿通常不对公众开放,但只有在“大石麻糬”活动期间才允许。这就是奉献小组从宫川收集拳头大小的白色石头的原因。
供奉团体在正殿铺设白色石头(照片由神社局提供)
先生内野首先认为这块白色石头是燧石,因为宫川盆地中分布着增生体。燧石主要由放射虫化石组成,也是一种增生元素,坚硬如玻璃,很容易在河床中发现。但经调查发现,许多白色石头并不是燧石,而是集中在变质增生杂岩(变质岩)中的石英石。
“作为增生棱柱主要成分的泥岩,在地下深处受到压力和热量的变质作用时,会下沉并成为变质岩,其中经常会形成白色石英脉。这些白色的石头很多都是裸露的石英脉,经过风化、碎裂,被宫川的水流雕刻成圆形。
据说押石活动期间收集了超过10万件,需要付出很大的努力。而且采集地点仅限于宫川,看来越来越难找到了,这下我就省心了。”
石英脉注入变质增生棱柱(白色箭头)mmM:变质泥岩,mC:变质燧石
地质学连接科学与文化
地质和岩石与工业有关,但人们认为它们与文化关系不大,但事实证明它们也有文化联系,例如宗教和历史。如果你想一想,就会想到很多例子,比如山崇拜、巨石崇拜等。
“当今世界各地都在强调与其他领域融合的研究,在地质学领域,与地形、文化、植被等其他领域合作的研究正在增加。有些人怀疑这是否可以被认为是富有成果的研究,但实际上,地质和文化长期以来一直存在联系,我认为从像“大白石事件。”
地质图不仅对于研究人员很重要,对于该地区也很重要。当地的旅游、文化、防灾,更广泛地说,是日本列岛和地球的起源。
“地质测绘有两个重要意义:准备国家的基本信息并显示该地区地质的形成。我认为这在未来不会改变,我觉得我们需要让世界更多地了解这一意义。”
恐龙化石的发现以及山脉的形成都有充分的地质原因。当我们回顾地球形成的壮丽时光时,我们会感到山石是神圣的。我还想听一亿年前恐龙的声音。