出品：科普中國
製作：馮偉民 （中國科學院南京地質古生物研究所）
監製：中國科學院計算機網絡信息中心
化石是遠古時代遺留下來的生物遺蹟，是古生物研究者探索自然生命歷史的重要證據。我們從化石發掘中認識了大量早已在地球上消失的動植物，如恐龍、三葉蟲、筆石、菊石、貨幣蟲、牙形類、鴞頭貝、蜂巢珊瑚、中華龍鳥、三尾擬蜉蝣、狼鰭魚、三趾馬、劍齒虎、舌羊齒、科達木等。正是大自然的選擇和生物進化造就了它們各種奇特的生物形態和結構，如恐龍體型龐大，魚龍善於遊泳，各類昆蟲千奇百怪，三葉蟲酷似外星生物，還有那菊石結構精巧。
△菊石（圖源：維基百科）
而說到化石的發現，大家腦海中可能會浮現這樣一幅畫面：許多專家靠著各種專業的設備在山石中穿梭，敲敲打打後驚喜地發現了化石。事實上，不光是專家，還有這樣一群人，他們因為對化石的喜愛，成為了「化石獵人」。那麼，化石獵人，究竟是怎樣的一群人呢？
化石獵人的悠久歷史
早在三、四千年前，人類就發現了化石，並對化石產生了極大的興趣和疑惑。有的將化石視作神秘的器物，有的視之為可用的藥物，也有智者提出化石是遠古的生物，可以指示環境的變遷。自古以來，國內外不乏化石好愛者，他們對化石充滿無比興趣和愛好，甚至將終身奉獻給了化石挖掘和研究。於是，出現了一個專有名詞「化石獵人」，特指那些將興趣和事業結合在一起，專門挖掘和搜集古生物化石的愛好者和研究人員。
這一稱呼早在19世紀就已在國外出現，瑪麗·安寧就是英國19世紀最著名的女化石獵人。她10多歲時就在英吉利海峽岸邊一處陡峭而又危險的懸崖上發現一塊5米長、樣子古怪的海生動物化石，這是史上發現的第一具完整的魚龍化石。
安寧從此開始了她不同凡響的一生。在之後的35年裡，她採集了大量化石，其中有過另外兩次重大的發現。1821年，瑪麗·安寧發現了史上第一具蛇頸龍亞目的化石。為了挖掘這具化石，她花了整整10年。1828年，瑪麗·安寧又發現了雙型齒翼龍化石，它也被認為是第一個完整的翼龍化石。這些發現成為了生物會滅絕的關鍵證據，如今人們可以在倫敦自然歷史博物館看到這些珍貴的化石。
△化石獵人，英國的瑪麗·安寧（圖源：維基百科）
現在，隨著化石知識的普及，對化石入迷者越來越多，民間不乏收藏者和鑑賞者。那麼，想要成為一個合格的化石獵人，需要具備哪些知識和必要的準備呢？
想入行，先要有知識儲備
對於大多數人類來說，化石似乎是非常神秘且難得一見的寶物，收藏在各大博物館中。但其實化石並不神秘，甚至就在我們身邊，只要你有一雙善於發現的眼睛和勇於探索與研究的幹勁，就可以在很多地方找到化石的蹤影。
要想成為一名善於發現的化石獵人，最重要的是需要對地質古生物知識有基本的了解和認識，比如，什麼是化石，化石有哪些類型，化石如何保存，到什麼巖石類型中尋找化石，等等。同時，要有一定的化石審美能力，從內心感受到正是化石的演化之美讓我們穿越在生命歷史的暢想中，引領人們進入掌握生物進化真諦的自由王國。
其實，化石常以各種形式保存在各個地質時代的巖石中，從而在地球歷史上留下了無數的印記，成為我們了解遠古生物的面貌，追溯遠古時代地球自然環境的好伴侶。化石記錄最早可追溯到距今38億年前，出現在不同地質時代，因此，化石可以見證漫長的地球生命演變歷史。
但是，化石並不是存在所有巖石類型中，在地球三大類巖石，即變質巖、火山巖和沉積巖中，由於火山巖和變質巖經過了高溫和高壓的作用，故而無法保存化石。而在如砂巖、粉砂巖、頁巖、泥巖、石灰巖等沉積巖中，化石可以廣泛保存。沉積巖覆蓋著地球陸地四分之三的面積，這就意味著在世界各地都可以發現化石，人們可以在高山、河谷、沙漠、平原等發現各種各樣的動植物化石。一般而言，層位越低，其中的化石越古老，而層位越高，其中保存的化石越進化，結構越複雜。
△羅平生物群化石產地巖石露頭（圖源：成都地質調查局）
生活中，就有很多化石是在我們身邊發現的。比如，南京古生物博物館門廳的圓形立柱表面分布著密密麻麻的腕足類化石，在南京市鼓樓市民廣場甚至發現了海百合莖化石。有些化石則發現於居民的民宅裡，著名的埃迪卡拉生物群典型化石在中國的首次發現，就是由中國科學院南京地質古生物研究所專家，偶然發現於湖北宜昌地區民居屋頂剛剛換下來的石板上，留下了珍稀化石發現的一段佳話。上世紀五十年代，著名的貴州龍化石也是中國地質博物館科研人員在當地的民宅的屋頂石板上發現的。
△三峽地區埃迪卡拉系地層發現最古老的足跡化石（圖源：中國科學院南京地質古生物研究所）
如何發現化石
一個完整的化石採集過程，包括出發前的準備、化石的尋找和挖掘，以及最後的化石處理和鑑定。採集和觀察總的要求是量多質好，具體要求依研究任務而定，例如做生物地層研究，就要求選擇良好剖面，逐層尋找和採集化石，同時進行測量，逐層觀察並記錄巖性和化石產出情況，同時對巖石、化石標本進行編錄包裝。如果是作古生態研究，除一般生物地層工作外，還要著重觀察收集古生物的分布、埋藏、群落結構等資料，往往要在野外進行定量的採集和觀察並多作素描和照相。
在出發尋找化石之前，要做足準備工作。首先要選擇野外工作的區域，了解前人工作的基礎。繼而準備地質圖，對要工作區域的地層分布和地理地形情況有充分的了解。同時，通過網絡搜集一下有關化石的信息或化石產地，看看你要找的化石在什麼地方有過出露，或通過當地人了解化石點，這樣可以事半功倍。
此外，還要準備好野外工作用的裝備：地質背包、地質錘、放大鏡、便條紙、毛刷、膠帶、包裝紙和採集袋等。地質錘要有一個鑿尖，既可以用來在剖面露頭上挖掘化石，也可以用來順著自然層面劈開標本。關於物資，要記得準備適合野外工作的鞋子、衣服。當然食物和水也是必不可少的，如果野外工作時間較長，且與城市距離較遠，還需要準備睡袋和帳篷等。
△地質錘（圖源：百度百科）
在野外工作時，要善於尋找化石露頭。化石雖然埋藏在地下，但是地殼運動總會把一些化石暴露在地球表面。現在到處開山修路，露出了大量的地質剖面和新鮮露頭。當然，自然形成的河床、斷崖和衝溝都是尋找化石的好去處，因為這些地方都在大自然的風化作用下，如同開膛剖腹，把深埋在地層裡的化石清楚地暴露在地表。山東龍骨澗的恐龍化石就是在衝溝中發現的。
另外，具備一定的野外觀察經驗也是很重要的。比如，野外觀察要特別關注結核，它們一般是由鐵質、鈣質和磷質組成，在結核中常常含有第四紀哺乳動物化石，江蘇句容的裂齒魚化石就是保存在結核裡的典型。在野外尋找脊椎動物化石時，那些地層層次變化比較多的地方，特別是一些丘形堆積，有砂巖礫巖等互層，而且巖石的顏色也各有深淺的地方，比較容易找到化石。洞穴通常是哺乳動物化石保存的寶庫，曾發現過許多哺乳動物化石和古人類化石。南京湯山猿人洞就曾發現兩個古人類頭骨化石，還相伴發現了大量哺乳動物化石。
△裂齒魚化石（圖源：百度百科）
但是，要從野外把化石帶到室內並不是件容易的事，必須藉助一些裝備才能讓這些史前生命重見天日，並完好地進入自己的收藏室。採集到化石標本後，通常要做必要的處理，清除不必要的灰塵和圍巖。對於不易破碎的化石可以用水衝洗或用軟毛刷子刷洗，然後根據化石標本的大小和脆弱程度選擇各種適合的鑿挖工具，子和細針等，進行初步修理。而對於易碎的標本要特別小心和仔細，要用多層紙將其包裹起來，放在採集包中。包裹化石的時候要記著寫清楚採集人、採集的地點、經緯度和日期等，對化石標本做初步的描述和與圍巖的賦存關係。
室內階段包括對化石的鑑定描述和專題研究。鑑定描述包括磨製、修理、鑑定與照相等一系列程序，還會按規定對化石進行命名、分類與描述。在此基礎上，再進行某一學科方向的專題研究。
隨著社會發展和科技進步，人們如今可以通過四通八達的交通，便捷地抵達以前難以到達的邊遠地區，通過手機精確地定位野外化石點，甚至藉助無人機幫助了解野外地區的露頭情況。而在室內研究中，有各種先進的物理和化學設施和手段處理化石，更有先進的電子顯微鏡等諸多觀察和檢測儀器用於化石研究。
必須重視的是，了解國家頒布的《古生物化石保護條例》也是非常重要的，該條例明確規定任何單位和個人不得收藏違法獲得或者不能證明合法來源的古生物化石。
總之，化石發現永遠在進行中，對地球生命歷史的認知，需要科學家和化石愛好者共同努力。未來更多化石的發現，將使得人們對地球和生命的認知不斷豐富和深入。