把鲸鱼拖上岸
发掘重要的进化见解是一项不平凡的任务
康沃利斯死时沉了下去,在下沉的过程中做了几次旋转,最后腹部朝上,脚蹼叉腰,在海底形成了一种“鲸鱼天使”的形象。
鲸鱼和所有有肉体的动物一样死去了。随着时间的推移,他的骨头变成了化石,被埋在沙质底部。几百万年后,康沃利斯将被赋予他的名字——即使科学家们认为他们永远无法确定他的物种。这头鲸也将成为理解弗吉尼亚古代海洋中进化、灭绝和生存的科学拼图的重要组成部分。
康沃利斯去世的时候,海洋已经延伸到了威廉斯堡和里士满之间。康沃利斯是被一位走在约克河畔的妇女发现的。这名女子是约克镇海军武器站的一名民用承包商,她喜欢在基地的海滩上搜寻化石和其他文物。
她发现了一组大得足以引起古生物学家兴趣的化石。消息通过渠道传开了,海军考古学家布鲁斯·拉尔森请罗文·洛克伍德去看看步行者发现了什么。
“我出来说,‘哦,我的天哪!我们这里有几块椎骨。我们有一些零零碎碎的东西可以做肋骨,’”洛克伍德回忆道。洛克伍德是古生物学家,也是威廉玛丽大学地质系的副教授,他是切萨皮克湾海洋化石方面的专家。从约克河海滩上露出沙子的部分来看,她可以判断出这些化石是一头须鲸的遗骸。
洛克伍德通常研究贝类化石,因此他可以在一个桶里装上几十个标本。沙子里露出来的东西比最大的蛤蜊还要大好几个数量级。
“挖掘这些鲸鱼化石是一项不平凡的任务,”她轻描淡写地说。为了确定完成这项重要任务的最佳方式,洛克伍德致电马丁斯维尔弗吉尼亚自然历史博物馆古生物学馆长奥尔顿·杜利(Alton Dooley)。杜利于2012年10月问世,他发现了希望与挑战并存的局面。
在正面,可以看到一些脊椎骨和肋骨。杜利说,看起来这头鲸可能是比较罕见的。须鲸在弗吉尼亚海岸平原并不罕见,主要是因为它们是大型动物,因此提供了更多的物质,以在无休止的地质创造性破坏中生存下来。
但杜利说,并不是所有的鲸鱼都有同样程度的科学兴趣。东海岸的大多数须鲸化石都是在中新世中期卡尔弗特组的地质地层中发现的,但很快被称为康沃利斯的鲸鱼似乎与伊斯特弗组有关,这个地层中有相当多的须鲸化石。
杜利从暴露的脊椎骨可以看出,约克河海滩上的鲸鱼很大,比他见过的许多鲸鱼都要大。他认为这是一个很好的发现,值得挖掘。
分类帐的减号栏是地点。洛克伍德和杜利都看出,要把康沃利斯揪出来可不容易。鲸鱼的一侧是约克河。将康沃利斯掀翻的潮汐和风暴潮也很容易将他重新掩埋,甚至将他带离海滩。
杜利说:“这些化石在涨潮以上大约一英尺的地方。”“我们曾用船从其他地点取出化石,但出于海军的安全考虑,我们不能把船带到这里。”
通往该遗址的土地要经过一个陡峭、摇摇欲坠的沙洲。康沃利斯必须一块块地被挖出来,而每一块都必须爬上陡峭而不稳定的河岸。更完美的是,飓风桑迪正在袭击东海岸。
鲸鱼将不得不等待。杜利为康沃利斯的遗体穿上了一件临时的野外外套,以保护其免受飓风桑迪和其他后续天气系统带来的影响。
杜利和洛克伍德四月回来了。洛克伍德安排了一些威廉玛丽学院的学生来帮忙挖掘。与学生们一起参加的还有来自海军和弗吉尼亚博物学家历史河流分会的其他志愿者。所有的民用挖掘机都需要获得海军的许可才能在基地工作,这本身就是一项艰巨的任务。他们的第一项工作是重新找到康沃利斯,他已经消失在沙子下面了。
洛克伍德说:“很多沙子都来自桑迪潘。”事实上,康沃利斯被埋得如此之深,以至于杜利和洛克伍德不得不利用桑迪飓风之前实地考察的照片来确定他的位置。
16岁的凯特·特克在地质系的邮件列表上看到了洛克伍德招募志愿者的广告。她欣然接受了这个挖掘沙子和化石开采细节的机会。
“我从三岁起就想学习古生物学。我不记得我不想研究化石,”特克说。“我小时候会收集石头。我最喜欢的电影是《远古之地》。我总是和父母谈论化石之类的东西。我觉得这是一个获得经验的好方法。”
特克的工作是从康沃利斯的鳍上挖出椎骨和骨头。为了从化石骨头上清除干沙,她使用了画笔。对于又重又湿的东西,给她发了一把牙签。特克发现,即使使用精密的工具,也很容易损坏数百万年前的遗迹。
“我不小心撞到了一小块,我们不得不把它粘回去,”她说。“这是我第一天上班,我不知道自己在做什么。”
她很快就明白了,这些经验丰富的古生物学家和她一样,都在为把康沃利斯的碎片从地下挖出来而焦虑。化石可能非常巨大,但它们也可能非常脆弱。康沃利斯的一些地方被铁混凝土覆盖,洛克伍德将其描述为“铁胶结砂”。她说,铁混凝土很可能在鲸的周围形成得相当快;在古生物学术语中,“相当快”意味着数千年。
铁混凝土保护了骨头,洛克伍德补充说,软沙的保温作用也有助于保存康沃利斯的遗体。要想把这些化石从沙子摇篮中取出来,需要一种细致而又精明的手法来保存康沃利斯的遗迹。
“每当你挖掘脊椎动物的材料时,你都不想挖掘太多,因为这些材料已经被沙子包裹起来,数百万年来一直在摇篮里保护着它。一旦你把沙子拿走,骨头就开始分解,”洛克伍德解释说。由于一些不寻常的情况,康沃利斯的挖掘变得更加微妙。
“首先,当我挖鲸鱼骨的时候,我习惯了它实际上是坚硬的,完全是过矿化的——公众称之为‘石化’。“但这具骨架的某些部分像岩石一样坚硬,有些部分像黄油一样柔软,”她说。“有些肋骨真的可以用手指戳穿,因为它们太软了。”
事实上,他们正在努力保护的鲸鱼的某些部位在他们的手下已经支离破碎。洛克伍德说:“教学生区分什么是骨头,什么不是骨头,真的很有挑战性。”“这真的比平时更难分辨。它的一些部分基本上在我们眼前退化了。”
特克不用再为她第一天挖掘时弄掉的那一小块而烦恼了:洛克伍德说,工作人员最后使用了大量的古生物胶(PaleoBond),一种稀释的强力胶,“在我们试图把它从海滩上拉出来的时候,帮助我们把这个怪物粘在合适的地方。”几个月后,洛克伍德回忆起“黄油般的部分”和它们引发的焦虑,做了个鬼脸,摇了摇头。
“老实说,我在挖掘的时候真的做了噩梦,”她说。“晚上我会梦见我的凿子不小心把骨头凿穿了,或者真的把骨头刷掉了,因为骨头太软了。”
船员们找到了它的两个鳍、一部分肩膀、一些肋骨和一些颈椎、胸椎和腰椎。所有的部件都被套上了夹克,以保护他们在岸上的旅行和到马丁斯维尔的长途旅行中。洛克伍德解释了包裹的过程:每件作品都用锡纸覆盖,然后用浸透石膏的粗麻布条包裹。每件夹克都将在杜利的佳博体育里用骨锯打开,在那里,准备人员将骨头加固并重新组合在一起。
有些椎骨是挨个保存下来的,所以它们被包裹在一个外壳里。康沃利斯的遗骸被包裹在几吨重的17个石膏包块中,最轻的约50磅,最重的约500磅。
他们总共17人,必须爬上那陡峭、摇摇欲坠的沙崖。
“我不想对你撒谎,”洛克伍德说。“这是一项繁重而艰苦的工作。”但是海军来救了他。洛克伍德说,在康沃利斯撤离的整个过程中,海军都是很好的东道主。
“水手们会出现,我们会解释我们在做什么,他们就会一头扎进去,”她说。“这看起来很有趣,因为我们会说我们需要在这里挖一条沟。你转过身来,十分钟后,战壕就挖好了——这要花我们一个小时。”
她说,在把最重的夹克从海滩上清理出来的时候,海军真的做到了。这是挖掘的最后一天,暴风雨正在逼近,头顶上很有可能出现这样的情况:夹克会在雨中解体,沙滩上留下的骨头也会被冲走。
“他们说,‘哦,你想要一只起重机吗?’”洛克伍德说。“对不起?起重机吗?是。我们会喜欢一只鹤的!”
出现的实际上是一辆改装过的叉车,它被带到悬崖边缘一个靠近挖掘点的更安全的地方。这些夹克被粗暴地拖到海滩上,用担架抬起来。在他们安全抵达康沃利斯的最后一处地点五小时后,暴风雨开始了。
如今,康沃利斯已支离破碎。大部分碎片都在弗吉尼亚自然历史博物馆,但时间的流逝把一些化石骨头分开了。头和尾还没找到。洛克伍德和杜利都说,他们特别希望至少能找到康沃利斯头骨的一部分。杜利说,鲸鱼的头骨通常与身体的其他部分分开很远。
特克是唯一一个在康沃利斯挖掘的第三天工作的学生,他利用这个机会接近杜利,讨论通过在他的佳博体育暑期实习继续研究康沃利斯的可能性。洛克伍德说,杜利一直在观察特克的挖掘过程,对她的职业道德印象深刻。她得到了实习机会。
在杜利的佳博体育里,特克处理了康沃利斯的骨头,为研究和展示做准备。她用一种叫做Butvar的树脂防腐剂处理它们。
“它会进入骨骼基质并使其固化,”她解释说。“任何东西一旦用布瓦处理过,你就不能打碎了——但你也不能从上面弄掉任何污垢。”
特克和其他古生物学家必须确保康沃利斯的每一块都尽可能干净,没有石膏外套颗粒、沙子和灰尘。于是,她又重新认识了剔牙器。弯腰研究化石的时间并没有减弱特克对古生物学的热爱。
“这是一项相当乏味的工作,但我真的很喜欢做这份工作,”她说。“所以,如果你不喜欢你正在做的事情,那么进入这个行业可能不是一个好主意。”
在博物馆对遗骸进行检查后,杜利宣布康沃利斯是一个重要的发现,原因有很多。首先,它的体型庞大:康沃利斯是弗吉尼亚自然历史博物馆收藏的最大的鲸鱼化石。
杜利说:“从我们发现的情况来看,这头鲸鱼的体长不可能少于14米。”“所以大概45英尺左右——这是比较低的。15米可能是一个更合理的数字。和现代座头鲸差不多大。”
事实上,康沃利斯可能是座头鲸的亲戚。杜利说,这头鲸很可能是Balaenopteridae家族的成员,该家族包括现代蓝鲸和座头鲸。
其次,还有鲸的血统问题。杜利警告说,没有办法从手头的遗骸中确定康沃利斯的种类。他说,弗吉尼亚沿海平原发现了四种已知但未命名的须鲸化石。他解释说,康沃利斯可能属于这四种灭绝的鲸鱼之一,或者是第一个发现的未知的第五种鲸鱼的标本。
康沃利斯是一条来自伊斯特弗组的鲸鱼,尽管许多重要的部分没有找到,但杜利说,已经找到了足够多的康沃利斯的身体——即使没有头骨和尾巴——使他或她成为一个重要的标本。
他说:“这可能是迄今为止从伊斯特弗组收集到的最完整的鲸鱼。”“它可能是迄今为止从东湾成功捕获的最大的鲸鱼。”洛克伍德、杜利和其他古生物学家对被冻结在伊斯特弗地层地质中的700万到900万年前的这段时间很感兴趣。
杜利说:“获得像康沃利斯这样的鲸鱼是很重要的,因为我们从这一时期得到的数据很少。”“我研究的大多数鲸鱼大约有1400万年的历史,”他说。“我们有很多很多1400万年前的须鲸。”
每一头1400万年前的鲸鱼都是一个现已灭绝的家族的成员。另一方面,康沃利斯和他同时代的大部分化石——仅仅700万年前游泳的鲸鱼——属于仍然存活的家族。
“所以数据表明从1400万年前到700万年前发生了完全的变化,”杜利解释说,“但在过去的700万年里,须鲸家族的类型几乎没有变化。”
可能有许多进化驱动因素导致了鲸鱼的转变。最新的假设是什么?
“没有,”杜利说。“我们仍处于试图找出我们需要问的问题的阶段。”