為神奇的恐龍澗撐起“保護(hù)傘”
——山東諸城大規(guī)模原址埋藏恐龍化石保護(hù)的實(shí)踐與探索

牛 濤 孫業(yè)君 崔衛(wèi)生

皇龍溝恐龍足跡群 （供圖：諸城市恐龍文化研究中心）

作為世界上規(guī)模最大的恐龍骨骼化石集群埋藏地，山東諸城恐龍澗化石長廊和化石隆起帶，產(chǎn)出巨型山東龍、巨型諸城暴龍、諸城中國角龍、意外諸城角龍、諸城中國甲龍等10余個(gè)恐龍新屬種?？铸垵臼且粋€(gè)令無數(shù)人驚奇并著迷的地方。來自五湖四海的人們帶著熱切的憧憬和無窮的追問，從四面八方匯聚到山東諸城，趕往這個(gè)神奇的地下長廊，一睹億萬年前那個(gè)失落的世界，領(lǐng)略遙遠(yuǎn)史前時(shí)代神奇巨獸的風(fēng)采。

可是，那些出土的恐龍化石呢？它們是否也愿意敞開懷抱迎接來自五湖四海的人們？或許，它們也愿意向全世界好奇的人類展示自己神秘的力量和遠(yuǎn)古的雄姿，可是問題來了：誰來保護(hù)它們？如何保護(hù)它們？

很多人或許不會(huì)意識(shí)到這些，會(huì)說“它們也需要保護(hù)嗎”。其實(shí)，它們是需要保護(hù)的——非常需要。而且，比起把它們從地下挖出來，保護(hù)好它們是一項(xiàng)更大的挑戰(zhàn)。

脆弱的化石 科學(xué)的保護(hù)

恐龍化石是脆弱的。它們龐大的肉體已經(jīng)被大自然毀滅了，骸骨則幸運(yùn)地被大自然收藏進(jìn)地層深處，躲過了灰飛煙滅、化為塵土的命運(yùn)?？墒牵坏┍恢匦掳l(fā)掘，重見天日，這些恐龍化石就要再次面對(duì)大自然風(fēng)霜雨雪的無情侵蝕。因此，當(dāng)恐龍澗化石長廊抖落億萬年滄桑，一朝脫離了土地神的庇護(hù)投入現(xiàn)代人類的懷抱，它就向今天的人們提出了苛刻的保護(hù)要求。這樣的要求或許會(huì)讓我們感到棘手甚至不知所措，但由此引出的憂思與困惑，卻無法避免。

臧家莊化石層疊區(qū) （供圖：諸城市恐龍文化研究中心）

山東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站技術(shù)人員對(duì)恐龍澗化石進(jìn)行監(jiān)測（供圖：諸城市恐龍文化研究中心）

盡管在恐龍化石保護(hù)上有不可回避的困難與無奈，但我們必須明白一點(diǎn)：恐龍化石從地下發(fā)掘出來，就面臨著自然風(fēng)化或人為破壞的問題，我們必須不惜一切代價(jià)把它們保護(hù)好，這是一種責(zé)任。要做好恐龍化石保護(hù)，不但要防止人為因素對(duì)它的破壞，而且要防止自然因素對(duì)它的損害。后者比前者更難，因?yàn)榄h(huán)境因素，如氣候變化、陽光照射、空氣污染、地下水侵蝕等自然破壞力，會(huì)導(dǎo)致化石風(fēng)化。

就恐龍澗化石長廊的情況而言，根據(jù)對(duì)恐龍澗化石長廊數(shù)年的監(jiān)測結(jié)果可知：下雨或下雪的異常天氣，都會(huì)使恐龍化石長廊內(nèi)的濕度相對(duì)上升10%以上；而在正常天氣下，陽光的照射可導(dǎo)致恐龍澗化石長廊內(nèi)的溫度在短時(shí)間內(nèi)上升15℃以上，濕度卻相對(duì)地下降10%以上。溫濕度的巨大反差和迅速變化，會(huì)導(dǎo)致化石內(nèi)部膨脹，進(jìn)而導(dǎo)致化石干裂、粉碎，同時(shí)，對(duì)修復(fù)環(huán)節(jié)中起到粘結(jié)化石碎片作用的環(huán)氧樹脂膠也會(huì)造成極大的損傷，縮短其有效壽命并削弱其應(yīng)起到的關(guān)鍵作用。另外，光線中的紅外線能導(dǎo)致標(biāo)本表面溫度升高、濕度下降，使化石內(nèi)部的應(yīng)力發(fā)生變化，促使風(fēng)化作用加快；紫外線有光化和光解的作用，尤其對(duì)高分子材料組成的加固劑有強(qiáng)烈的破壞作用。同時(shí)任何可見光都會(huì)對(duì)物質(zhì)的色彩造成損害；濕度過高或過低都對(duì)化石標(biāo)本保存不利。

恐龍澗化石長廊下面的地下水對(duì)化石保護(hù)的威脅也很大。專業(yè)勘測結(jié)果表明，恐龍澗區(qū)域內(nèi)的地下水埋深6 米，由于化石長廊開挖至地面以下10—12 米，化石埋藏層低于地下水位，所以在化石坡面會(huì)出現(xiàn)地下水滲出現(xiàn)象，對(duì)巖層和埋藏化石具有一定的侵蝕作用，再加上長廊內(nèi)溫濕變化（特別是冬季凍融）會(huì)加劇化石風(fēng)化，對(duì)化石保護(hù)極為不利。

由上可知，令人困擾的問題是多方面的，具體表現(xiàn)為恐龍化石長廊的防雨雪問題，空氣、紫外線、溫濕度對(duì)化石的腐蝕問題，地下水對(duì)恐龍澗化石長廊的威脅問題，等等。對(duì)此，諸城市上下——從領(lǐng)導(dǎo)者到普通化石保護(hù)人員，都在為恐龍化石的保護(hù)獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，不斷探索。自恐龍澗被發(fā)掘以后，諸城市接連完成了恐龍澗化石長廊防護(hù)棚工程、防水工程、加固工作以及環(huán)保研究工作。這些長期的、多方位的、多層面的探索和實(shí)踐，使整個(gè)恐龍澗化石長廊的保護(hù)工作在深度和廣度上不斷地向前推進(jìn)?？铸垵净L廊原址埋藏著世界上規(guī)模最大的恐龍化石群，保存化石近萬塊。如何對(duì)其進(jìn)行有效的保護(hù)，使更多的游客能夠親眼目睹這個(gè)令人震撼的奇觀，顯得尤為重要。為了解決這個(gè)難題，諸城恐龍化石保護(hù)人員進(jìn)行了不懈的努力。

首先，保護(hù)人員進(jìn)行了勘察試驗(yàn)，以弄清威脅化石安全的因素。諸城方面先后委托青島地質(zhì)工程勘察院、山東省水利勘測設(shè)計(jì)院等單位，對(duì)化石區(qū)進(jìn)行水文、地質(zhì)、巖土工程等方面的勘察，取得了第一手資料，為保護(hù)工作提供了數(shù)據(jù)支持；同時(shí)，在中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所專家的指導(dǎo)下，選擇不同的溫度條件、濕度條件和保護(hù)材料，開展化石風(fēng)化試驗(yàn)，通過試驗(yàn)對(duì)比找到了化石風(fēng)化的主要誘因和能保護(hù)其不受風(fēng)化的最佳保護(hù)材料，為針對(duì)性采取化石保護(hù)措施提供了重要支持。為消除水對(duì)化石的威脅，工作人員在勘測結(jié)果的基礎(chǔ)上，于恐龍澗四周修建地下?lián)跛畨?。他們?cè)诘叵滤S富的恐龍澗南側(cè)、東側(cè)開挖并建設(shè)了深15 米、寬3.5 米的混凝土防滲墻，內(nèi)側(cè)地表鋪設(shè)防滲膜（“兩布一膜”），外側(cè)底部埋設(shè)排水花管，將地下水擋在外邊并排放到西側(cè)涓河?？铸垵颈眰?cè)、西側(cè)則通過灌漿建設(shè)擋水墻，擋水墻內(nèi)配套建設(shè)集水井及自動(dòng)抽水設(shè)備，及時(shí)排出化石區(qū)內(nèi)蓄存的積水。在溫度控制方面，除通過場館、保護(hù)棚保溫外，冬季運(yùn)用防水薄膜、毛氈、草簾等保溫材料，對(duì)原址埋藏化石進(jìn)行遮蓋保護(hù)，起到了較好的保溫控溫效果。

其次采用先進(jìn)材料，選擇合適時(shí)機(jī)，對(duì)化石進(jìn)行加固保護(hù)。在反復(fù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用國際上先進(jìn)的環(huán)氧樹脂石材封閉膠加固保護(hù)化石。該膠是一種具有高滲透性和強(qiáng)黏結(jié)性、耐腐蝕、耐高溫、清透不黃變、環(huán)保無毒害的高分子復(fù)合材料，能封閉化石表面微孔，使化石不風(fēng)化、不褪色、不失光、更自然。而化石加固的時(shí)機(jī)以氣溫24℃左右為宜，在化石及圍巖干透的情況下，采取一次性飽和加固的辦法，能最大限度地發(fā)揮保護(hù)材料的作用，增強(qiáng)保護(hù)效果。

恐龍澗防水工程（供圖：諸城市恐龍文化研究中心）

攻堅(jiān)克難 做成典范

經(jīng)過多年的努力和大量的實(shí)地研究，諸城市攻克了恐龍化石保護(hù)的一道道難關(guān)，將占地1 萬多平方米、保存近萬塊恐龍化石的原址埋藏地保存得異常完整，這是古生物化石保護(hù)史上的一大創(chuàng)舉?？铸垵净旱某晒ΡＷo(hù)，是諸城恐龍化石保護(hù)工作整體實(shí)力的集中展示，是現(xiàn)代科技對(duì)大自然的一次成功挑戰(zhàn)，是對(duì)恐龍化石保護(hù)人員孜孜以求、不斷探索精神的最高獎(jiǎng)賞，引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

2012 年，剛剛成立不久的國家古生物化石保護(hù)專家委員會(huì)在諸城召開了恐龍化石保護(hù)咨詢會(huì)，中國科學(xué)院院士劉嘉麒、周忠和，以及來自中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所、中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所、中國地質(zhì)大學(xué)、北京大學(xué)、北京自然博物館、重慶自然博物館、國家古生物化石專家委員會(huì)辦公室等相關(guān)部門和單位的20 多位專家出席會(huì)議。咨詢會(huì)期間，與會(huì)專家先后到恐龍澗化石長廊、臧家莊化石層疊區(qū)、皇龍溝恐龍足跡群等地質(zhì)遺跡保護(hù)現(xiàn)場實(shí)地察看，并專門聽取了諸城市政府及有關(guān)技術(shù)單位關(guān)于恐龍化石保護(hù)的工作匯報(bào)。會(huì)上，與會(huì)專家對(duì)諸城恐龍化石保護(hù)取得的成績給予了高度認(rèn)可。

經(jīng)環(huán)氧樹脂封閉膠處理過的化石 （供圖：諸城市恐龍文化研究中心）