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寻找能保存化石的最佳岩石
有了年代目标后，我们等于在地质柱状图中确认出我们想要探勘的岩层。接下来的挑战，则是要找到在该时期形成的某一类岩石，它的形成情况恰好适合保存化石。岩石会在各种不同环境下形成，而形成时的状况会在岩层中留下明显的痕迹。
我们所知的鱼类没有一种能够活在岩浆中，所以大多数的火山岩可以剔除掉。即便有这样的鱼，它已经变成化石的骨头也无法承受这类岩石在形成时的超高温度，这类岩石包括了玄武岩、流纹岩、花岗岩以及其他的火山岩。
此外，像片岩、大理石之类的变质岩也可忽略，因为它们在最初形成时还得再经过超高温或超高压的洗礼，最终才变质成这类岩石的。因此不管原先的石头存有什么化石，在经历高温高压后，化石早就不复存在了。
保留化石的最佳岩石是沉积岩，例如：石灰岩、砂岩、粉砂岩和页岩。与火山岩和变质岩相比，沉积岩的形成过程温和多了，它包括了河流、湖泊或海洋的作用。不只是动物可能会活在这样的环境里，而且沉积的过程使得这些岩石适合保留化石。例如，漂流在海洋或湖泊中的颗粒不断沉淀，堆积在底部，经过一段时间后，沉积的颗粒会被上层新沉淀的颗粒所挤压，这个逐渐挤压的力量，配合岩石内部长期的化学作用，使得存在其中的骨骼有很高的机会形成化石。类似的过程也会在河中或沿着河边发生。一般而言，水流的速度愈缓，化石保留得也愈好。
地上的每块石头其实都隐含着一个故事，记述在它形成时周遭世界的状态。石头内部所记录的是过去的气候和环境，这些条件经常与现在相异。有时候，这种差距真是大到无法想象。
就拿珠峰这个极端的例子来讲，在海拔8千米以上邻近峰顶的地方，躺着古代海底的岩石。从著名的“希拉瑞之阶”几乎可眺望到的珠峰北坡，在这里你可找到贝壳化石。
同样的，在我们工作的北极地区，冬季的气温可低到一40℃，然而在那里的一些石头中，却藏有类似亚马孙河流域的热带河口三角洲遗迹，像是那些只能活在温暖、潮湿之处的植物和鱼类的化石。
适应温暖环境的生物化石，出现在今日海拔或纬度极高的地点，证明了地球的变化可以有多大：山起山落，气候忽寒忽暖，连大陆板块也会漂移。一旦我们掌握了地球漫长的时空变化，便能运用这些信息来设计新的化石挖掘远征计划。
现在，如果我们想了解四肢动物的起源，就应该把焦点定在3.75亿年～3.80亿年前，在海里、湖泊或河流中形成的岩石。剔除掉火山岩和变质岩后，对哪些是值得一试的地点，轮廓就比较清晰了。
荒漠才是好地点
不过，若据此便要来设计长征计划，那未免言之过早。如果这个年代正确、颇具希望的沉积岩深埋土里，或是被草木、购物中心、市镇所覆盖，那对我们就不妙了，因为我们就只能盲目的挖掘。你可以想见，钻口井来寻找化石，就有如用飞镖去射挂在衣柜门后的标靶，成功的机会是很渺茫的。
那种我们可以在上面走上好几千米的岩床，以便找到因风化而露出来的骨头，是寻找化石的最佳地点。化石通常比周遭的岩石来得硬，受侵蚀的速度较慢，因而得以从岩床表面露出来。因此，我们喜欢在岩床上步行，寻找那微露在外的化石，然后再进行挖掘。
所以规划化石远征计划的窍门便是：找出年代、种类正确(沉积岩)且暴露在外的岩石，那样就对了。理想的化石挖掘地点应该是仅有少许的土壤和植被的地方，而且很少遭到人类侵扰。难怪大多数的化石都是在荒漠里发现的，例如戈壁滩、撒哈拉沙漠、美国犹他州以及北极荒漠，如格陵兰。
机缘巧合不可少
这些听起来都很合逻辑，不过我们也不要忘了奇遇的机缘。事实上就是这种机缘，让我的研究团队踏上了探索“我们体内这条鱼”之路。
我们第一个重要的发现不是在沙漠中完成的，而是在美国宾州中部的一条道路旁——找到露出化石的机会，很少有比这种地方还糟的。我们最后之所以会到那里去，纯粹是因为经费拮据的关系。
前往格陵兰或撒哈拉沙漠相当费钱耗时，相对的，进行本地的计划不需要大笔研究经费，只需要油钱和过路费。对年轻的研究生或新进的大学教员，这方面的考虑是很重要的。
我到宾州开启了职业生涯的第一个工作，起因是那里有个统称为宾州喀士基层的一组岩层。它的年代很清楚，跨越了泥盆纪后期。除此之外，它的岩石极适合保存早期有附肢的动物和它们的亲戚。
为了你便于了解泥盆纪时期的宾州是什么样子，最好要有些概念。将你脑中关于现在宾州的费城、匹兹堡或哈立斯堡的印象移除，换成亚马孙河三角洲就是了。当时该州的东部有高地，一系列的河川由东往西流出这些高山，最终进入今日匹兹堡所在之处的一片大海内。
撇开城镇、森林和农田覆盖的因素，很难想象哪里会有比宾州中部更好的环境去发掘化石。至于如何觅得暴露在外的岩层，那就得靠宾州运输局决定到哪里开条大路。宾州运输局是用爆破的方式来建造高速公路的，爆破之后岩石便露了出来。因为这种方式而显露出来的岩石状况通常不是很好，但是我们有什么就拿什么。对低成本的科学研究来说，有多少钱就只能买什么样的货。
除此之外，我还有另外一种不一样的好运道，那就是1993年，戴胥勒到我的实验室来，在我的指导之下学习古生物学。这层合作关系改变了我们二人的一生。我们的个性迥然不同，却搭配得几近完美：我生性坐不住，老是想推进到下一个地点；戴胥勒则很有耐心，而且当他碰上好地点时，懂得停下来挖宝。
戴胥勒和我开始调查宾州的泥盆纪岩石，想从中寻找动物四肢起源的新证据。我们开着车子，几乎逛遍了宾州东部所有因筑路所挖开的缺口。出人意料的，刚开始不久戴胥勒便找到了一块奇特的肩胛骨。
我们把拥有这块骨头的动物命名为“海纳螈”，这个名称的原文是希腊文，意为“来自海纳的小爬行动物”，海纳是距离宾州发现地最近的一个小镇。海纳螈有很强壮的肩膀，意味它应该具有发达的四肢。但很不幸，我们没找到这只动物的全部骨骼。发掘地点的岩层暴露得相当有限，你应该猜得出为什么，岩层全给植被、房舍和购物中心遮盖住了。
看课本，决定前往北极
从岩石中发掘海纳螈和一些其他的化石后，戴胥勒和我便对于没有较好的裸露岩层感到不耐烦。假使我们全部的学术生涯就只能靠这些零零碎碎的化石碎片，那我们能研究的课题会很有限。所以我们便依照教科书的步骤，去寻找露出地表、年代与种类都正确，而且是位于荒漠的岩石。意思是说，要不是有地质学入门教科书，就不会有我们研究生涯中那个最重大的发现。
最初我们是想以美国的阿拉斯加和加拿大的育空地区为目的地，来规划我们未来的挖掘之旅。这是因为其他研究团队曾在那些地方获得重大的发现。 结果，戴胥勒和我为了一些地质学上的专业见解起了争执，在争论无果时，我们之中有人从桌上拿起那本带来幸运的地质学教科书。
就在翻阅教科书，查证谁才是对的时候，我们看到了一张图。这张图让我们不得不屏住呼吸，因为所有我们要找的东西，上面全都标示出来了。
于是我们停止了争辩，开始计划我们新的挖掘之旅。
基于之前从地质年代较年轻的岩石中的发现，我们相信，远古时代的淡水河流会是我们最佳的着手点。这张图标示了泥盆纪时期三处淡水地区的岩石，且每一处都有河口三角洲。
第一个地点是格陵兰的东岸沿海地区，这就是克拉克发现那只有脚且是已知最早期四足类之一的动物的栖息地。再来是我们从事挖掘的北美东部，也就是海纳螈的家。而第三个地点则是位于加拿大北极地区，横跨东西的那块广大区域。极地里没有树木、泥土和城市，因而年代和形态都正确的岩石，裸露在外的机会非常大。
加拿大极地岩石裸露在外的事相当出名，特别是对曾勘查过那里的地质学家和古植物学家而言。加拿大的地质学家颜柏利率领团队在这方面做了许多研究。地质学教科书写道：颜柏利曾描述过，就许多因素来看，加拿大泥盆纪的岩石，其地质与宾州是一致的。
读到这句话时，戴胥勒和我就已迫不及待想整装出发了。我们从宾州高速公路旁所学到的东西，对我们在加拿大极地的工作有一定帮助。
更值得一提的是，北极岩石的地质年代比格陵兰和宾州的化石层还要老。因此，这地区的岩石完全符合我们所要的三项条件：年代、种类和暴露情况。而附带的好消息是研究脊椎动物的古生物学者并不知道这个地方，因此，那里的化石尚未有人挖掘过。但我们面临的新挑战，与在宾州完全不同。
在宾州高速公路旁挖掘化石时，我们是冒着被呼啸而过的汽车碾毙的危险；在北极，我们将冒着遭北极熊啃食、食物匮乏和遭恶劣气候所困的危险。
我们再也不能够随便带个三明治上车，一路便开到化石层区去。现在，我们得花上8天的时间，来计划到了野外后的每天行程作息。因为到极地的岩区只能搭飞机去，而且离该地最近的城市远在400千米之外。我们只能携带足够团员使用的食物和补给品，顶多再加上少许的安全储备量。最重要的是，飞机上有严格的载重限制，这表示我们挖掘到的化石也只能带出一小部分。
将这些限制与每年仅有一段极短的时间能在极地工作的因素凑在一起，你便能想见，我们即将面临令人畏惧的全新考验。
我当研究生时的指导教授，哈佛大学的甄金斯博士也加入了团队。他曾率队到格陵兰多年，拥有推动我们计划完成所需的丰富经验。就这样，我们的团队形成了。其中包括了师徒三代：我之前的研究生戴胥勒、我的指导教授甄金斯和我自己。我们将进军北极，试图发掘出南鱼转变成陆生动物的证据。
有了年代目标后，我们等于在地质柱状图中确认出我们想要探勘的岩层。接下来的挑战，则是要找到在该时期形成的某一类岩石，它的形成情况恰好适合保存化石。岩石会在各种不同环境下形成，而形成时的状况会在岩层中留下明显的痕迹。
我们所知的鱼类没有一种能够活在岩浆中，所以大多数的火山岩可以剔除掉。即便有这样的鱼，它已经变成化石的骨头也无法承受这类岩石在形成时的超高温度，这类岩石包括了玄武岩、流纹岩、花岗岩以及其他的火山岩。
此外，像片岩、大理石之类的变质岩也可忽略，因为它们在最初形成时还得再经过超高温或超高压的洗礼，最终才变质成这类岩石的。因此不管原先的石头存有什么化石，在经历高温高压后，化石早就不复存在了。
保留化石的最佳岩石是沉积岩，例如：石灰岩、砂岩、粉砂岩和页岩。与火山岩和变质岩相比，沉积岩的形成过程温和多了，它包括了河流、湖泊或海洋的作用。不只是动物可能会活在这样的环境里，而且沉积的过程使得这些岩石适合保留化石。例如，漂流在海洋或湖泊中的颗粒不断沉淀，堆积在底部，经过一段时间后，沉积的颗粒会被上层新沉淀的颗粒所挤压，这个逐渐挤压的力量，配合岩石内部长期的化学作用，使得存在其中的骨骼有很高的机会形成化石。类似的过程也会在河中或沿着河边发生。一般而言，水流的速度愈缓，化石保留得也愈好。
地上的每块石头其实都隐含着一个故事，记述在它形成时周遭世界的状态。石头内部所记录的是过去的气候和环境，这些条件经常与现在相异。有时候，这种差距真是大到无法想象。
就拿珠峰这个极端的例子来讲，在海拔8千米以上邻近峰顶的地方，躺着古代海底的岩石。从著名的“希拉瑞之阶”几乎可眺望到的珠峰北坡，在这里你可找到贝壳化石。
同样的，在我们工作的北极地区，冬季的气温可低到一40℃，然而在那里的一些石头中，却藏有类似亚马孙河流域的热带河口三角洲遗迹，像是那些只能活在温暖、潮湿之处的植物和鱼类的化石。
适应温暖环境的生物化石，出现在今日海拔或纬度极高的地点，证明了地球的变化可以有多大：山起山落，气候忽寒忽暖，连大陆板块也会漂移。一旦我们掌握了地球漫长的时空变化，便能运用这些信息来设计新的化石挖掘远征计划。
现在，如果我们想了解四肢动物的起源，就应该把焦点定在3.75亿年～3.80亿年前，在海里、湖泊或河流中形成的岩石。剔除掉火山岩和变质岩后，对哪些是值得一试的地点，轮廓就比较清晰了。
荒漠才是好地点
不过，若据此便要来设计长征计划，那未免言之过早。如果这个年代正确、颇具希望的沉积岩深埋土里，或是被草木、购物中心、市镇所覆盖，那对我们就不妙了，因为我们就只能盲目的挖掘。你可以想见，钻口井来寻找化石，就有如用飞镖去射挂在衣柜门后的标靶，成功的机会是很渺茫的。
那种我们可以在上面走上好几千米的岩床，以便找到因风化而露出来的骨头，是寻找化石的最佳地点。化石通常比周遭的岩石来得硬，受侵蚀的速度较慢，因而得以从岩床表面露出来。因此，我们喜欢在岩床上步行，寻找那微露在外的化石，然后再进行挖掘。
所以规划化石远征计划的窍门便是：找出年代、种类正确(沉积岩)且暴露在外的岩石，那样就对了。理想的化石挖掘地点应该是仅有少许的土壤和植被的地方，而且很少遭到人类侵扰。难怪大多数的化石都是在荒漠里发现的，例如戈壁滩、撒哈拉沙漠、美国犹他州以及北极荒漠，如格陵兰。
机缘巧合不可少
这些听起来都很合逻辑，不过我们也不要忘了奇遇的机缘。事实上就是这种机缘，让我的研究团队踏上了探索“我们体内这条鱼”之路。
我们第一个重要的发现不是在沙漠中完成的，而是在美国宾州中部的一条道路旁——找到露出化石的机会，很少有比这种地方还糟的。我们最后之所以会到那里去，纯粹是因为经费拮据的关系。
前往格陵兰或撒哈拉沙漠相当费钱耗时，相对的，进行本地的计划不需要大笔研究经费，只需要油钱和过路费。对年轻的研究生或新进的大学教员，这方面的考虑是很重要的。
我到宾州开启了职业生涯的第一个工作，起因是那里有个统称为宾州喀士基层的一组岩层。它的年代很清楚，跨越了泥盆纪后期。除此之外，它的岩石极适合保存早期有附肢的动物和它们的亲戚。
为了你便于了解泥盆纪时期的宾州是什么样子，最好要有些概念。将你脑中关于现在宾州的费城、匹兹堡或哈立斯堡的印象移除，换成亚马孙河三角洲就是了。当时该州的东部有高地，一系列的河川由东往西流出这些高山，最终进入今日匹兹堡所在之处的一片大海内。
撇开城镇、森林和农田覆盖的因素，很难想象哪里会有比宾州中部更好的环境去发掘化石。至于如何觅得暴露在外的岩层，那就得靠宾州运输局决定到哪里开条大路。宾州运输局是用爆破的方式来建造高速公路的，爆破之后岩石便露了出来。因为这种方式而显露出来的岩石状况通常不是很好，但是我们有什么就拿什么。对低成本的科学研究来说，有多少钱就只能买什么样的货。
除此之外，我还有另外一种不一样的好运道，那就是1993年，戴胥勒到我的实验室来，在我的指导之下学习古生物学。这层合作关系改变了我们二人的一生。我们的个性迥然不同，却搭配得几近完美：我生性坐不住，老是想推进到下一个地点；戴胥勒则很有耐心，而且当他碰上好地点时，懂得停下来挖宝。
戴胥勒和我开始调查宾州的泥盆纪岩石，想从中寻找动物四肢起源的新证据。我们开着车子，几乎逛遍了宾州东部所有因筑路所挖开的缺口。出人意料的，刚开始不久戴胥勒便找到了一块奇特的肩胛骨。
我们把拥有这块骨头的动物命名为“海纳螈”，这个名称的原文是希腊文，意为“来自海纳的小爬行动物”，海纳是距离宾州发现地最近的一个小镇。海纳螈有很强壮的肩膀，意味它应该具有发达的四肢。但很不幸，我们没找到这只动物的全部骨骼。发掘地点的岩层暴露得相当有限，你应该猜得出为什么，岩层全给植被、房舍和购物中心遮盖住了。
看课本，决定前往北极
从岩石中发掘海纳螈和一些其他的化石后，戴胥勒和我便对于没有较好的裸露岩层感到不耐烦。假使我们全部的学术生涯就只能靠这些零零碎碎的化石碎片，那我们能研究的课题会很有限。所以我们便依照教科书的步骤，去寻找露出地表、年代与种类都正确，而且是位于荒漠的岩石。意思是说，要不是有地质学入门教科书，就不会有我们研究生涯中那个最重大的发现。
最初我们是想以美国的阿拉斯加和加拿大的育空地区为目的地，来规划我们未来的挖掘之旅。这是因为其他研究团队曾在那些地方获得重大的发现。 结果，戴胥勒和我为了一些地质学上的专业见解起了争执，在争论无果时，我们之中有人从桌上拿起那本带来幸运的地质学教科书。
就在翻阅教科书，查证谁才是对的时候，我们看到了一张图。这张图让我们不得不屏住呼吸，因为所有我们要找的东西，上面全都标示出来了。
于是我们停止了争辩，开始计划我们新的挖掘之旅。
基于之前从地质年代较年轻的岩石中的发现，我们相信，远古时代的淡水河流会是我们最佳的着手点。这张图标示了泥盆纪时期三处淡水地区的岩石，且每一处都有河口三角洲。
第一个地点是格陵兰的东岸沿海地区，这就是克拉克发现那只有脚且是已知最早期四足类之一的动物的栖息地。再来是我们从事挖掘的北美东部，也就是海纳螈的家。而第三个地点则是位于加拿大北极地区，横跨东西的那块广大区域。极地里没有树木、泥土和城市，因而年代和形态都正确的岩石，裸露在外的机会非常大。
加拿大极地岩石裸露在外的事相当出名，特别是对曾勘查过那里的地质学家和古植物学家而言。加拿大的地质学家颜柏利率领团队在这方面做了许多研究。地质学教科书写道：颜柏利曾描述过，就许多因素来看，加拿大泥盆纪的岩石，其地质与宾州是一致的。
读到这句话时，戴胥勒和我就已迫不及待想整装出发了。我们从宾州高速公路旁所学到的东西，对我们在加拿大极地的工作有一定帮助。
更值得一提的是，北极岩石的地质年代比格陵兰和宾州的化石层还要老。因此，这地区的岩石完全符合我们所要的三项条件：年代、种类和暴露情况。而附带的好消息是研究脊椎动物的古生物学者并不知道这个地方，因此，那里的化石尚未有人挖掘过。但我们面临的新挑战，与在宾州完全不同。
在宾州高速公路旁挖掘化石时，我们是冒着被呼啸而过的汽车碾毙的危险；在北极，我们将冒着遭北极熊啃食、食物匮乏和遭恶劣气候所困的危险。
我们再也不能够随便带个三明治上车，一路便开到化石层区去。现在，我们得花上8天的时间，来计划到了野外后的每天行程作息。因为到极地的岩区只能搭飞机去，而且离该地最近的城市远在400千米之外。我们只能携带足够团员使用的食物和补给品，顶多再加上少许的安全储备量。最重要的是，飞机上有严格的载重限制，这表示我们挖掘到的化石也只能带出一小部分。
将这些限制与每年仅有一段极短的时间能在极地工作的因素凑在一起，你便能想见，我们即将面临令人畏惧的全新考验。
我当研究生时的指导教授，哈佛大学的甄金斯博士也加入了团队。他曾率队到格陵兰多年，拥有推动我们计划完成所需的丰富经验。就这样，我们的团队形成了。其中包括了师徒三代：我之前的研究生戴胥勒、我的指导教授甄金斯和我自己。我们将进军北极，试图发掘出南鱼转变成陆生动物的证据。