深瞳工作室出品

科技日報記者 何星輝 策劃 趙英淑 滕繼濮

“這枚‘金釘子’，讓這里的大山和巖石成為世界地質史上的關鍵坐標?！眹H地層委員會副主席、中國科學院院士沈樹忠如此評價落戶于貴州劍河的全球烏溜階“金釘子”。

如今，這枚象征地質時代起點的標志，永久“釘”入了劍河縣八郎村的地層界線標志點。這是全球第69枚、中國第11枚、貴州首枚“金釘子”。它的成功確立，不僅為全球寒武紀地層研究樹立了新的基準，也讓劍河成為世界地質科學網絡中的重要點位。

近日，第五屆國際地球生物學大會野外考察暨劍河“金釘子”（寒武系烏溜階）現場研討會在貴州劍河舉行。來自國內外的多位頂尖地質學家就“金釘子”的科學保護與可持續(xù)利用展開深入研討。如何守護這份世界級地質遺產，發(fā)揮“金釘子”的科學價值？這不僅牽動著國際地層學界的目光，也將為全球“金釘子”的保護和利用貢獻“中國方案”。

彌足珍貴的“地質標尺”

如同記錄時間的年、月、日一樣，地球歷史也被劃分為不同的地質年代單元?？茖W家根據生物演化階段建立了宇、界、系、統(tǒng)、階5個地層單位，其中階是最基本的地層年代單位。

地球46億年的演化歷史信息蘊藏在地層中，“金釘子”是全球年代地層單位界線層型剖面和點位的俗稱，是定義全球不同地質年代單位的唯一國際標準。

在地質學界，“金釘子”的地位堪比奧運會金牌，其數量是一個國家地質科研綜合實力的重要體現，確立過程也是競爭激烈。

自1972年全球第一枚“金釘子”在捷克布拉格西郊確立以來，尋找和確立“金釘子”幾乎成為全球地質學家的一場“學術競賽”。

我國早年因與國際地學界交流有限，未能參與“金釘子”的競爭。直到20世紀80年代，我國科學家才首次參與奧陶系和志留系界線“金釘子”的角逐，但以失敗而告終。

1995年，浙江常山黃泥塘剖面因其保存完好的奧陶系地質記錄和豐富的筆石及牙形類化石，成為研究熱點。經過中外科研團隊聯合攻關，常山黃泥塘剖面最終被確立為達瑞威爾階“金釘子”，實現了我國“金釘子”零的突破。

而這距離“金釘子”概念的提出，已過去30余年。

“‘金釘子’的認定標準極為嚴苛。”貴州大學教授楊宇寧說，“它不僅涉及剖面條件、綜合地層學、古生物學、交通便利性等多個評價維度，周邊環(huán)境、地層剖面保存狀況等也至關重要?！?/p>

最關鍵的是，候選剖面需地層出露連續(xù)、發(fā)育完整，未受后期地質構造作用的顯著改變和破壞，且含有豐富、具有連續(xù)譜系演化的標準化石。

“劍河剖面具備高度連續(xù)的地層序列、豐富的三葉蟲和疑源類微體化石，以及保存完好的凱里生物群?！睂τ趧印敖疳斪印钡膬r值，沈樹忠給予了高度評價，“這不僅為寒武紀中期全球地層對比提供了理想的基準點，也為研究早期生命演化、生態(tài)系統(tǒng)構建及古環(huán)境變化，提供了寶貴的窗口?！?/p>

目前，我國的“金釘子”數量穩(wěn)居世界前列，11枚“金釘子”分布在浙江長興、湖南花垣、廣西來賓、湖北宜昌、貴州劍河等地，每一枚都是彌足珍貴的世界級地質遺產。

“金釘子”保護面臨諸多挑戰(zhàn)

我國這11枚“金釘子”蘊藏著地史時期古生物大滅絕機制、生命演化序列、古氣候突變等重大科學問題的關鍵信息，成為國際地層學研究極其重要的對比中心?？梢哉f，守護這些“金釘子”就是守護人類解讀地球演化歷史的鑰匙。

沈樹忠介紹，在取得“金釘子”認證后，各地通常都會按照國際地層委員會的建議，通過設立紀念碑、安放標志物、修建步道等方式，將“金釘子”打造成地標。

美國科學院院士、弗吉尼亞理工大學地球科學系教授肖書海指出，國外曾發(fā)生過“金釘子”剖面因盜挖化石而遭受嚴重破壞的案例?！跋啾戎?，中國的‘金釘子’保護工作，總體上做得不錯?！彼f。

但這并不意味著沒有危機。

當初步的科學考察告一段落，“金釘子”的“煩惱”也隨之而來……地處野外，“金釘子”剖面面臨著自然風化與地質災害的威脅。長年日曬雨淋，暴露在外的剖面可能因風化剝蝕而受損。部分地質條件不穩(wěn)定的剖面，還可能受到山體滑坡、泥石流、地震等自然災害破壞。因此，利用遙感航拍、大數據等手段進行實時監(jiān)測，對“金釘子”剖面實施動態(tài)維護尤為重要。

去年，廣西柳州市自然資源和規(guī)劃局官網公布的一份政協(xié)提案顯示，位于柳北區(qū)長塘鎮(zhèn)梳莊村的“金釘子”地質剖面區(qū)域雜草叢生、溪流斷流，保護狀況堪憂?！翱制茐脑摰刭|遺址，產生不可彌補的損失……”提案指出，受財政資金等因素制約，當地規(guī)劃建設的國家級地質遺跡保護區(qū)進展緩慢，處于閑置狀態(tài)。

“金釘子”保護的現實困境之一，是國際地層委員會對“金釘子”僅有學術認定權，不具備強制性的保護約束力，而世界各地的重視程度和保護力度差異巨大。

同樣位于廣西，我國第4枚“金釘子”——來賓市蓬萊灘剖面的命運，則向科學界和地方政府提出了一個尖銳的問題：當“金釘子”保護與地方經濟發(fā)展產生沖突時，該如何權衡取舍？

蓬萊灘剖面完整記錄了瓜德魯普統(tǒng)上部到樂平統(tǒng)下部的連續(xù)沉積，含有珍貴的遠洋牙形類等化石系列，是研究二疊紀末期生物大滅絕事件的理想地點。

在獲得“金釘子”認證后，當地政府對剖面采取了保護措施。然而，隨著大藤峽水利樞紐工程的建成蓄水，紅水河水位抬升了約15米，導致蓬萊灘“金釘子”剖面被永久淹沒，無法再用于實地科研。后來，雖然當地找到了經國際地層委員會認可的替代剖面，但這仍成為地層學界的一大遺憾。

此外，由于公眾知曉度不高，一些“金釘子”在認證后，面臨“藏在深閨人不識”的境地。

劍河縣林業(yè)局局長歐光遠表示，目前，囿于專業(yè)人才匱乏，當地在“金釘子”的科學監(jiān)測、日常維護和科普宣傳等方面面臨壓力，難以吸引優(yōu)質科研團隊和游客群體，希望為“金釘子”保護凝聚更廣泛的社會合力。

針對各種挑戰(zhàn)，沈樹忠坦言，盡管我國在傳統(tǒng)地層學研究領域已達到世界先進水平，但作為地質學的基礎性學科，地層學相對小眾，其學科發(fā)展和人才儲備仍存在隱憂。

探索地質遺產保護新機制

面對諸多挑戰(zhàn)，各地正以實際行動，加強對“金釘子”的保護。

針對柳北區(qū)長塘鎮(zhèn)梳莊村的“金釘子”保護問題，柳州市自然資源和規(guī)劃局答復稱，將把“金釘子”維護經費列入年度財政預算，派專人定期清理主題廣場、步道、界碑、科考平臺等區(qū)域的雜草和垃圾，并對地質剖面區(qū)域進行清淤維護。

目前，我國尚未出臺專門針對“金釘子”保護的法律法規(guī)，地方政府主要依據《地質遺跡保護管理規(guī)定》等對其進行保護，針對性和執(zhí)法力度較弱，保護效果更多地取決于地方政府的重視程度。

為此，肖書海建議，完善立法，加強對“金釘子”保護力度。

去年，貴州率先探索新路。為探索古生物化石司法保護新機制，守護好貴州首枚“金釘子”，省、州、縣三級法院聯合發(fā)布“司法保護令”，并成立了貴州劍河古生物化石暨“金釘子”司法保護基地，為這份世界級地質遺產，提供了強有力的司法保障。

“司法保護令”明確劃定六大禁止行為紅線，明確了嚴禁未經許可擅自挖掘古生物化石或實施對“金釘子”的破壞行為，從源頭上杜絕非法采掘活動對珍貴化石資源的侵害；禁止未按照批準方案挖掘古生物化石或進行其他破壞“金釘子”的行為，確保一切挖掘活動在科學、規(guī)范的框架內開展。

在化石流通與利用環(huán)節(jié)，“司法保護令”全面禁止非法開發(fā)、采集、買賣、轉讓、運輸、加工及收藏古生物化石。針對“金釘子”區(qū)域的環(huán)境與生態(tài)保護，“司法保護令”明確禁止在古生物化石群及“金釘子”區(qū)域內放牧、生火、扳弄、采石、取土等，防止人為活動對化石賦存環(huán)境造成破壞。

“司法保護令”嚴格限制保護區(qū)內的建設活動。同時，將從事破壞古生物化石地和遺址的其他違法行為也納入禁止范圍，實現對化石資源和遺址的全方位保護。

“劍河剖面保護得非常好?！敝袊茖W院古脊椎動物與古人類研究所研究員、中國科學院院士朱敏對此給予高度評價。“這充分體現了地方政府長期以來在自然遺產保護方面付出的巨大努力。”

從長遠來看，還要推動國家和地方層面制定專項保護法規(guī)，禁止違法行為，明確懲罰機制，讓“金釘子”保護超越學術范疇，成為政府、社會和公眾共同承擔的責任。如此，才能確保這些珍貴的“地球史書”永續(xù)保存。

在保護與利用中尋求平衡

“‘金釘子’的確立，不是為了將其封閉起來?！闭劶氨Ｗo，沈樹忠觀點鮮明，“相反，它需要對國內外開放，歡迎和鼓勵各國科學家有組織地前來開展深入研究，充分發(fā)揮‘金釘子’在推動地層學和生命演化研究中的核心作用。”

如何在嚴格保護和合理利用之間找到平衡點，讓“金釘子”具備一定的“造血”能力？這在肖書?？磥硎欠浅４蟮奶魬?zhàn)?！皣夂芏唷疳斪印S護投入有限，且嚴格區(qū)分科研功能與市場開發(fā)。它們往往位于偏遠地區(qū)，普通人難以到達，更難以產生直接經濟效益?！彼f。

肖書海認為，中國在探索“金釘子”保護與利用相結合方面的實踐值得借鑒。

目前，在地方政府的推動下，我國大部分“金釘子”所在地已發(fā)展為旅游景點，有的還成功申報為國家地質公園，將“金釘子”打造成集地質科普、生態(tài)觀光和科學考察于一體的旅游景區(qū)。

浙江長興“金釘子”國家地質公園現為國家AAAA級旅游景區(qū)。游客不僅可以在休閑廣場觀賞到2.5億年前后的地層剖面，還能走進宇宙地球廳、生命進化廳、“金釘子”廳等展館，通過時空隧道感受遠古生命的演化歷程，體驗7D特效影院的震撼效果。

以科技手段展示湖南兩枚“金釘子”的湘西世界地質公園博物館，年接待游客490余萬人次，新增餐飲、住宿、旅游產品、文創(chuàng)等旅游服務就業(yè)崗位8600多個，直接和間接帶動就業(yè)近10萬人。

紛至沓來的游客在近距離感受地球歷史的同時，也帶動了當地旅游經濟，其部分收益可用于反哺“金釘子”的保護工作。

劍河縣正受益于這一模式。近年來，隨著劍河“金釘子”聲名鵲起，當地政府聚焦“研學+旅游”模式，深挖其旅游潛力，致力于將八郎古生物化石景區(qū)打造成全國乃至國際知名的科研科普基地，并與附近的劍河溫泉、仰阿莎文化景區(qū)聯動發(fā)展，推動旅游業(yè)態(tài)升級。

劍河縣委副書記、縣長陳林表示，將依托貴州大學、中國科學院南京地質古生物研究所等科研力量，全力做好層型剖面的保護與開發(fā)，打造集科學研究、科普教育、生態(tài)旅游于一體的地質文化品牌。

【延伸閱讀】

趙元龍：窮極一生只為找“金釘子”

科技日報記者 何星輝

遠古時期的貴州，曾長期被海洋覆蓋。這里不僅保存了豐富的古生物化石，更擁有近乎完整的巖石地層序列。在地層學家眼中，貴州是記錄地球生命10億年演化的天然寶庫。

1982年，貴州大學教授趙元龍初次踏足八郎村時，那里還是一個交通閉塞、信息匱乏的苗寨。村民劉鋒熟悉地形，主動為他當向導。兩人翻山越嶺，尋找古生物化石的蹤跡。

經趙元龍團隊的艱苦發(fā)掘，在八郎村附近發(fā)現了一個距今5.08億年的特異埋藏古生物化石群——凱里生物群。

自此，八郎村因古生物化石的發(fā)現，聲名鵲起。

凱里生物群價值非凡：它不僅富含以掘頭蟲類為主的三葉蟲化石群落，而且產出大量具有重要意義的軟軀體化石，是一個典型的布爾吉斯頁巖型生物群。

“凱里生物群是探索寒武紀生命演化的重要窗口?！敝袊茖W院南京地質古生物研究所研究員朱茂炎解釋道，“它獨特的化石保存狀態(tài)和承前啟后的時空位置，為探索動物門類起源及早期生態(tài)系統(tǒng)演變，提供了不可替代的證據?！?/p>

朱茂炎進一步指出，加拿大的布爾吉斯頁巖和云南的澄江生物群分別代表了寒武紀生命大爆發(fā)的不同階段，而“凱里生物群恰好填補了兩者之間的空白，將大爆發(fā)的全過程完整串聯起來，科學價值巨大”。

從發(fā)現凱里組地層中上部與下部三葉蟲組合的差異，到提出以“印度掘頭蟲”作為寒武系第三統(tǒng)首現化石，直至在烏溜—曾家崖剖面精準鎖定其首次出現的位置，趙元龍數十年如一日，甘坐科研“冷板凳”。

起初，趙元龍?zhí)岢鲆浴坝《染蝾^蟲”作為傳統(tǒng)中寒武統(tǒng)底界標志化石的方案后，曾引發(fā)國際學界質疑。國外學者提出了不同方案，爭論激烈。

為了提供確鑿證據，趙元龍團隊采集了2萬余件三葉蟲化石，研究各類化石標本8萬余件。

關鍵時刻，西班牙學者喬治·埃斯特夫等國際專家被趙元龍團隊的執(zhí)著精神和研究成果打動，主動加入了貴州古生物研究陣營。以中國科學院南京地質古生物研究所研究員彭善池為代表的國內學者也鼎力支持。

2018年6月21日，81歲的趙元龍，終于迎來學術生涯的高光時刻——他的研究團隊提出的“金釘子”提案，獲得國際地質科學聯合會全票通過，烏溜—曾家崖剖面被正式確立為全球寒武系苗嶺統(tǒng)和烏溜階的國際層型剖面，我國斬獲第11枚“金釘子”。此后，“苗嶺統(tǒng)”和“烏溜階”作為國際標準年代地層單位，被譯成27種語言廣泛使用。

就在同年，趙元龍不幸罹患癌癥，于2023年2月與世長辭。他窮其一生，為全球寒武紀地質研究樹立了新的“標尺”，讓劍河成為連接世界地質科學的重要坐標。