探尋“極光圣地”阿比斯庫
——瑞典北部仲夏時節(jié)的地質科考

阿比斯庫是瑞典最北部拉普蘭省的一個村莊，距離瑞典鐵礦業(yè)中心基律納約100 公里，位于北極圈以內的高緯度地區(qū)。阿比斯庫以原始、質樸的自然風景和豐富多樣的野生動物聞名，吸引了大量自然研究者前來探尋，同時也是徒步愛好者的野營休閑區(qū)域。優(yōu)越的地理位置使其具備冬夏鮮明的氣候特征和與眾不同的獨特景觀，盛夏極晝時的阿比斯庫陽光充足，擁有原始曲折的峽灣和廣袤的森林，是戶外徒步旅行的絕佳之地；寒冬極夜時節(jié)的阿比斯庫被白雪所覆蓋，擁有著最佳的北極光觀測站，在瑞典旅游局官網中也被強烈“安利”，世界最大的私人旅行指南出版商《孤獨星球》也將阿比斯庫的北極光評選為世界上最具“點亮性”的體驗（瑞典旅游局官網表述）。非常幸運的是，此次我們野外地質科考的主要內容就是考察位于阿比斯庫的寒武紀早期地層剖面，對其地層及產出的化石進行進一步探索。

2019 年，作者作為古生物與地層學專業(yè)的在讀博士研究生，獲得國家留學基金委的資助在瑞典自然歷史博物館進行為期一年的博士聯(lián)培交流。在外方導師克里斯蒂安（Christian Skovsted）的邀請下，于2020 年8 月3 號到8 月11 號開展了為期9 天的阿比斯庫野外科考。此次野外科考除了筆者和導師克里斯蒂安外，還有同任職于瑞典自然歷史博物館的知名地質學家瓦熱達（Vivi Vajda），古生代和中生代古植物研究教授麥克洛克林（Steve Mcloughlin），館內植物化石收藏家約翰遜（Ove Johansson），寒武紀生命大爆發(fā)研究者托珀（Timothy Topper）。此行共計六人，考慮攜帶的行李和疫情對于人員在密閉場所的限制，所以兵分三路。我們從斯德哥爾摩到阿比斯庫駕車行駛約1000 多公里，共用時2 天，所以正式的野外工作是從8 月5 號到9 號。一行人入住阿比斯庫科學研究所，在這期間重點考察了前人記載的兩個寒武紀早期的地層剖面，分別是位于托訥湖（Lake Tornetr?sk）兩岸的瓦克喬克角礫巖剖面（Vakkejokk Breccia section） 和羅巴克蒂剖面（Luobakti section），其中考慮地層的完整性和化石的多樣性，我們重點考察了羅巴克蒂剖面（Luobakti section）的寒武紀早期的沉積地層。此行最后，我們對北歐最為原始的自然公園“阿比斯庫國家公園”進行了深度探訪，近距離詳細地觀察和學習了該地區(qū)最具特色的野生動植物。

野外科考紀實

（1）羅巴克蒂剖面（Luobakti section）（圖2—5）

在這次野外考察中，共計用時三天對羅巴克蒂剖面的寒武紀早期的地層情況進行了重點考察，該剖面首次勘探報道的手稿至今已逾60 年，其中很多信息的表述以簡要概述為主，缺少細節(jié)描述。因此獲悉該地區(qū)剖面保存的寒武紀地層的詳細情況對于瑞典北部地層的了解乃至全球地層對比都具有重要意義，這也是外導克里斯蒂安組織這場野外的用意之一。該剖面主要出露較為完整的托納湖(Tornetrask)組地層（屬于寒武紀早期，第2 統(tǒng)，第3 階），自下而上包括下砂巖段、下粉砂巖段、紅綠粉砂巖段、上砂巖段、上粉砂巖段,以及頂部出露部分明礬頁巖(Alum shale)組。第一天我們針對Luobakti 剖面進行了細致的勘探考察，徒步由山底至山頂，全面地對地層進行了核對和觀察。

圖1.野外地質考察三個點位的地理位置分布

圖2.羅巴克蒂剖面地層。A,羅巴克蒂剖面的地層柱狀圖。B,由山底徒步向上穿過的樹林。C,下粉砂巖段中上部發(fā)育的灰白色砂巖,產出大量遺跡化石。D,下粉砂巖段的灰白色砂巖。E,箭頭向下是風化后紫紅色的粉砂巖,上部發(fā)育灰白色砂巖。F, 灰白色砂巖,表面發(fā)育大型的波痕。G,灰色礫巖,是下砂巖段底部與太古代基底的不整合邊界。

羅巴克蒂剖面位于“人跡罕至”的山頂（圖5.A），從山底徒步向上需要穿過高程約200米的樹林（圖2.B），叢林中僅有一條陡峭的羊腸小道，路旁布滿了野生生長的藍莓和黑色的野莓，高矮不一的灌木叢生，偶爾能夠看到北歐的特色野生動物馴鹿或者駝鹿留在叢林中的糞便。穿越灌木叢后來到只生長雜草的大平臺繼續(xù)向上爬，此時海拔約620 米，總算找到了托納湖組下砂巖段的地層。底部出露灰色礫巖，是下砂巖段底部與太古代基底的不整合邊界（圖2.G），向上可見大套較厚的灰白色砂巖，表面發(fā)育大型的波痕（圖2.F）。沿地層繼續(xù)向上可見一套厚層紫紅色的粉砂巖（圖2.E），風化嚴重，呈現(xiàn)破碎的片狀，上部發(fā)育灰白色的中厚層狀的砂巖，該點位的海拔約800 米，其中在灰白色砂巖底部（圖2.C,D），還發(fā)現(xiàn)了很多大型生物擾動形成的遺跡化石（圖3）。

沿著灰白色砂巖巖層的軌跡，我們平移走到發(fā)育其上部的紅綠粉砂巖段的地層，這里的粉砂質泥巖表面因為風化呈現(xiàn)巧克力—紫紅色，內部未風化巖層呈現(xiàn)灰黑色（圖4.A）。我們利用一天的時間挖掘化石。令人驚喜的是，該段產出較為豐富的實體化石（圖4），例如寒武紀典型的三葉蟲、腕足動物和疑似的軟舌螺動物化石（圖4.C，D）。我們自下而上系統(tǒng)逐層收集了挖掘出的化石，從該剖面的首次報道至今，除了部分灰?guī)r中的小殼化石和三葉蟲有過簡單描述外，其他的化石信息也無從考究。此次發(fā)現(xiàn)的化石，不僅用強有力的證據證實了該地區(qū)產出三葉蟲化石，此外該處粉砂質泥巖內保存的化石都是在該地區(qū)的首次發(fā)現(xiàn)。豐富的黃鐵礦礦物顆粒在挖掘出的巖石內肉眼可見（黃鐵礦往往是特異性埋藏化石庫中產出化石保存軟組織的關鍵礦物之一），很可能具有特異型埋藏化石庫的潛力，這令我們一行6人激動不已。

發(fā)現(xiàn)一個化石采集點往往令人興奮，但是我們不應停下探索的腳步。早期瑞典北部野外勘探手冊中（1960）簡要描述“上粉砂巖段頂部存在一條灰?guī)r條帶，內含大量小殼化石”（小殼化石（small shelly fossil）：特指寒武紀最早期海相地層中出現(xiàn)的個體小、肉眼難以見到、常保存在碳酸鹽巖需要低濃度醋酸浸泡篩選的原始帶殼動物的骨骼化石）導師克里斯蒂安作為寒武紀小殼化石的專家，對該地區(qū)的小殼化石非常感興趣，因為此行一個至關重要的野外內容就是在羅巴克蒂剖面尋找前人簡單敘述的那條保存豐富小殼化石的灰?guī)r條帶。

斯堪的納維亞山脈的一個明顯的特征是總高程并不算高（大概1200 米左右），但是山脈延綿不絕，往往平坦的山頭后面仍是一座矮峰，所以在挖掘產出于紅綠粉砂巖段的化石后，想要找到其上覆的上砂巖段和上粉砂巖段的露頭并不輕松，需要沿著紅綠砂巖巖層出露的地層徒步平移和攀爬才能將其找到。為此我們用了一天的時間尋找傳聞中富有化石的灰?guī)r條帶。山頂的海拔高，使得視野開闊（圖5.C），俯視遠處的托訥湖(Lake Tornetr?sk)，廣闊的山頂草地，蔚藍的天空與白云，使人驚嘆大自然的鬼斧神工，風景無限好。山峰中間偶有幾條冰川融化構成的小溪流，純凈無瑕，蔽日處還覆蓋著極具歷史感的皚皚白雪，高處雖不勝寒但遠觀的景色遠勝于山底，筆者深深被大自然的壯闊所征服，也更想探索其中的奧妙。功夫不負有心人，我們在延綿的第三座山頂發(fā)現(xiàn)了出露不完整的灰?guī)r段，在上粉砂巖段灰白色的硬質粉砂巖的頂部，找到了典型的但發(fā)育并不連續(xù)的灰?guī)r（圖5.B），針對這套灰?guī)r我們進行了系統(tǒng)采樣。在尋找灰?guī)r的途中，我們在上砂巖段的頂部還發(fā)現(xiàn)了出露較為連續(xù)完整的灰?guī)r條帶，肉眼可見內部含有較多的殼體化石碎片，是蘊藏良好的小殼化石的巖段。

圖3.羅巴克蒂剖面產出的遺跡化石。A,B,E,F,G,是下粉砂巖段中上部發(fā)育的灰白色砂巖的底部產出的大型遺跡化石，包括一些爬行跡和沙蟲跡，表現(xiàn)地層當時豐富的生物擾動現(xiàn)象。C, D,紅綠粉砂巖的頂部產出一條薄層灰?guī)r條帶，在這里的灰?guī)r中蘊含大型的黃鐵礦物。

圖4.羅巴克蒂剖面產出的實體化石。A, 紅綠粉砂巖段的地層,風化后呈現(xiàn)巧克力色的粉砂質泥巖產出豐富的寒武紀典型化石。B, 在該層位挖掘到的化石。C, 三葉蟲的頭甲化石。D, 挖掘到很多三葉蟲化石的碎片和一些腕足動物化石。E，外導克里斯蒂安對化石進行包裝和記錄以供未來科學研究。

歷經3 天高強度的徒步勘探（平均每天12 公里），圓滿完成了這次野外考察任務，并且意外挖掘和收獲了大量保存完好的實體化石，可以說是一次意義非凡的地質考察。

（2）瓦克喬克角礫巖(Vakkejokk Breccia)剖面(圖6, 7)

因為羅巴克蒂剖面出露得較好，而瓦克喬克角礫巖剖面在早期的野外勘探手冊中出露與其基本一致的地層，兩剖面分別位于被托訥湖阻隔的兩座山峰（圖1），因此，瓦克喬克角礫巖剖面也激起了我們探索的興趣。

圖5.A, 羅巴克蒂剖面全景。B, 出露的上粉砂巖段頂部地層，紅色條帶為我們采樣的點位，發(fā)育灰?guī)r條帶，可能蘊藏大量的小殼化石。C, 由采樣點位俯視遠方的斯堪的納維亞山脈。

圖6.瓦克喬克角礫巖剖面考察。A,前往瓦克喬克角礫巖剖面需要坐船，還需要穿非常厚的沖鋒衣防風，時長大概40 分鐘。B,船上看到的清晰見底的托訥湖和遠處冰雪覆蓋的斯堪的納維亞山脈。C, 考察的地層露頭大部分位于瀑布下的激流兩側。D,下砂巖段地層中的灰白色砂巖。E, 下砂巖段地層的底部礫巖。F,較厚層狀灰白色砂巖，巖層面發(fā)育似“疊層石”的結構，還需要進一步研究。G, 中厚層黑色砂巖底部產出的遺跡化石，巖石樣品底部可見一些光滑的擦痕。H, I紅綠粉砂巖段地層。

托訥湖位于該國北部斯堪的納維亞山脈中間，長70 公里、寬11 公里，面積332 平方公里，海拔高度341 米，平均水深51 米，最大水深168 米（谷歌檢索數據），是瑞典北部由冰川融水構成的湖泊，水質清澈見底偶見小魚“懸浮”。在瓦克喬克角礫巖剖面，我們共計用時一天。因為路途遙遠，所以需要早起坐船橫穿托訥湖。坐船穿過托訥湖大約需要40 分鐘（圖6.A），遠處可見連綿不絕覆蓋積雪的斯堪的納維亞山脈和清澈見底的托訥湖湖水（圖6.B）。地廣人稀的瑞典北部只可見幾棟房屋在岸邊坐落，考慮安全因素和船外較為寒冷，船夫讓我們穿上厚厚的沖鋒棉衣（圖6.A），有種“極地”冒險的既視感。從實地考察看，瓦克喬克角礫巖剖面的露頭并不如羅巴克蒂剖面，大部分被植被覆蓋，能見的露頭大部分位于瀑布下的激流兩岸（圖6.C）。與羅巴克蒂剖面相比，地層缺失下粉砂巖段和上砂巖段地層。底部可見下砂巖段地層，底部一套礫巖是太古代基底與上覆的界限（圖6.E），發(fā)育較厚層狀灰白色的砂巖，表面發(fā)育大型的波痕構造，部分巖層面發(fā)育似“疊層石”的結構（圖6.F），但是仔細觀察可能只是砂巖發(fā)育的某種結構，需要進一步研究。地層向上發(fā)育仍是上砂巖段，但變成了中厚層黑色砂巖，產出遺跡化石（圖6.G），巖石樣品底部可見一些光滑的擦痕，上部發(fā)育灰白色的砂巖，頂部產出的灰白色砂巖伴有大量碎石。我們認為這里就是早期勘探手冊中記錄的角礫巖層“Breccia layers”。

圖7.A, 瓦克喬克角礫巖剖面頂部，可見小型的瀑布，左側地層有一個大型的褶皺構造。B,C, 瓦克喬克角礫巖剖面的路非常不好走，需要在叢林中攀爬或者沿著激流兩側進行地質考察。D,上砂巖段的中厚層黑色砂巖。

圖8.阿比斯庫國家公園考察。A, I, 阿比斯庫國家公園標志建筑。B, 全園區(qū)的3D 地圖展示。C,乘坐纜車至山頂，可見覆蓋的白雪皚皚。D, 擁有著藍綠色河水的阿比斯科河。E, F, 薩米人的營地，復建的傳統(tǒng)薩米房屋供游客參觀學習。G, 園區(qū)有很多標志性的觀測點，詳細講述阿比斯庫的特色景觀和故事。H, 游園服務中心兼職的大學生，為我們解說在園內生存的野生動植物。

瓦克喬克角礫巖剖面更為原始，崎嶇的山路全覆蓋灌木叢，使得攀登的路并不好走（圖7.B），繼續(xù)向上可見大套厚層的風化表面呈現(xiàn)紫紅色的粉砂質泥巖（圖6.H，I），這里的地層屬于紅綠粉砂巖段，在這里我們用了數個小時進行化石挖掘，可見一些黃鐵礦晶體顆粒，但是化石一無所獲。再繼續(xù)向上地層出露更加不連續(xù)，多表現(xiàn)成黑色中厚層砂巖，判斷可能是上粉砂巖段的部分露頭。攀爬到了山頂，可見美麗壯觀的小型瀑布，瀑布的左側可見地層發(fā)生了強烈的變形，形成一處大型褶皺構造（圖7.A），巖層的層理清晰，緊緊擠壓在一起。該剖面露頭到山頂截止。雖然瓦克喬克角礫巖剖面并不算得上是一條良好的層型剖面，但是該地區(qū)發(fā)育良好的角礫巖層，在角礫巖層中我們也采了大量的樣品，為后期沉積學等研究作基礎的樣品儲備。

（3）阿比斯庫國家公園（圖8）

同行的研究者對阿比斯庫國家公園中的野生植物非常感興趣，所以在這次野外考察中我們預留了一天去探訪“自然天堂”——阿比斯庫國家公園（圖8.A—B）。阿比斯庫國家公園建于1909 年，同年通過了自然環(huán)境保護法，該國家公園成立的目的旨在“在北歐北部保留一塊區(qū)域，保持它原來的樣子供科學研究使用”，被稱為“歐洲最后一塊原始保留區(qū)”。它占地面積77 平方千米，內設有科學考察站，也是北極圈觀光的據點之一?？疾彀⒈人箮靽夜珗@的當天，天氣晴朗，室外氣溫高達26 攝氏度，北極圈內極晝下的溫暖天氣使得這里多了許多徒步和野營的游客。公園入口的游園服務中心有專門的夏季兼職的大學生（圖8.H），為我們解說在國家公園內能夠看到的野生動植物。進入園區(qū)徒步了大概半天的時間，園區(qū)內的花草開得正盛，因為同行中有相關領域的植物學專家，所以看到特色的瑞典野生植物非常興奮，據“阿比斯庫植物學和生物氣候學”（Abisko Plants and Phenology）官網統(tǒng)計，截至目前，共有284 個植物物種被觀察者發(fā)現(xiàn)于國家公園并鑒定。峽谷內阿比斯科河（Abiskojakka）流動著最具特色的北歐藍綠色清澈見底的冰川融水（圖8.D）。乘坐纜車登頂最高峰（圖8.C），云興霞蔚，天高氣爽，遠觀諸多峽灣和群山連綿的古老的斯堪的納維亞山脈（斯堪的納維亞山脈早在盤古大陸之時便已形成，加里東造山運動發(fā)生，古陸裂開，大西洋出現(xiàn)，形成了歐洲大陸西部的邊緣，斯堪的納維亞山脈在此時連接起來，是史上加里東運動所造山系的殘余部分），令人心曠神怡，震撼于山水之間大自然的絕美，陶醉在夏日和煦陽光下的平靜和諧。

此外，我們還參觀學習了歐洲“最后的土著”——薩米人的營地（圖8.E—F）。薩米人是歐洲目前僅存的游牧民族，且也是歐洲最大的原住民族群之一?？脊艑W者早前通過挖掘出土的文物證實自新石器時代起斯堪的納維亞半島的大部分地區(qū)就有薩米文化的存在。在阿比斯庫國家公園，有專門供游客參觀學習的薩米營地房屋和相關文化歷史介紹。薩米文化已有上萬年歷史，目前仍有8%到10%的薩米人在斯堪的納維亞半島從事馴鹿放牧工作。薩米人的熱愛自由與廣闊原始的斯堪的納維亞相得益彰，腦海中浮現(xiàn)出由薩米族歌手索非亞·詹娜克（Sofia Jannok）用薩米文演唱歌曲《Liekkas》（北極光的征兆）的畫面——“Nástegok?asa vuolde, mon ráhkadan luottaid,Guovssahasa sánit, libardit dáivahis, Jaskatvuo a hálddus, mu vuoig?amat dávistit, Juoga savkala munnje, ahte leat boahtime(璀璨星空下,我在尋找著,北極光的征兆,天空中北極光蜿蜒變化如舞,不忍打斷的寂靜中,呼吸回響,我才不會感到寒冷，微風輕嘯，像是你在耳鬢低語)”。悠揚婉轉,純潔質樸，娓娓道來的是人與自然的和諧和安謐。

雖然這次科考的季節(jié)使我們無緣看到極夜下阿比斯庫美輪美奐的北極光，但是在阿比斯庫國家公園對于薩米文化的接觸，讓我切實理解了薩米人對于景物（極光）和野生動物（馴鹿、狐貍）等大自然事物的仰望和崇敬。

野外之一路繁花

阿比斯庫之行除了考察了筆者研究相關的寒武紀地層外，因為與很多植物學、地質學專家一起，所以路上學習了如何認識和鑒別某些野生植物（圖9），以及叢林中野生動物留下的糞便等。植物有北歐特色漿果云莓、酸甜可口的野生藍莓、潔白細膩的羊胡子草（Eriophorum scheuchzeri）、冷傲淡漠的歐亞草茱萸（Cornus suecica）、清新優(yōu)雅的梅花草（Parnassia palustris）、淡雅幽靜的圓葉風鈴草（Campanula rotundifolia）、嬌羞欲滴的林奈花（Linnaea borealis）、絢爛奪目的柳蘭（Chamaenerion angustifolium）。在前往野外剖面的路途中，還非常幸運地看見了零散的四五頭薩米人放養(yǎng)的馴鹿（圖9.J）。在阿比斯庫的這幾天，天氣晴朗，氣溫適宜，是徒步勘探最棒的時節(jié)。在山頂的考察，偶遇陣雨，雖然淋濕了衣服和背包，但是卻看到了絢麗的彩虹。

圖9.野外考察中看到的野生動植物。A,考察中風雨后見到的彩虹。B, 梅花草。C, 歐亞草茱萸。D, 圓葉風鈴草。E, 羊胡子草。F, 北歐特色漿果云莓。G, 林奈花。H, 絢爛奪目的柳蘭。I, 剖面山頂可見周期性脫落的馴鹿的鹿角。J, 野外途中碰見的薩米人放養(yǎng)的馴鹿。K，野外工作照，重裝徒步。

圖10.野外考察生活。A, 我們一行人考察期間入住阿比斯庫科學研究所。 B, 8 月份阿比斯庫的午夜夕陽。C, 考察的剖面山腰有人在露營，紅色圈出搭的帳篷。D, E, 外導克里斯蒂安為野外準備的速食午飯，加入熱水就是一份美味的意大利面。F, 很多老師自帶野外炊具，在寒冷天氣下，中午能夠喝杯熱茶。G, 地質考察過程有的時候比較危險，需要蹚過溪流進行樣品采集。H, 一行六人的集體合照。I，野外共計五天平均每天徒步10 公里。

除了被大自然壯闊的美景震撼外，這次能與各位專家一起在阿比斯庫開展實地野外地質考察，對于僅僅是在讀研究生的筆者來說是一次前所未有的新鮮的歷練。斯堪的納維亞山脈是當地特色的野營探險的絕佳徒步圣地，我們在野外途中也碰見了零星一兩個徒步愛好者扎營的帳篷（圖10.C），重裝徒步的樂趣可能恰恰是用原始的方式親近大自然，歷經汗水和辛勞后感悟和融入大自然。事實上，這次科考我們所探尋兩條剖面的徒步路程都非常遠（圖9.K），加上地層陡峭，在叢林中穿梭時需注意腳下崎嶇的野路，防止崴腳；在攀爬過程中也非常容易被植被刺痛，或者被出露的巖石剮蹭；在采樣的過程中，剖面露頭有時在激流兩側，要謹慎小心地穿過溪流，這給采集巖石樣品增加了難度（圖10.G）；最惱人的是，斯堪的納維亞山脈植被密布，因此還有“ 密密麻麻，撲面而來”的蚊子群。這里尤其感謝擁有專業(yè)野外經驗的專家老師的照顧和貼心提示，提醒并幫助準備了充足的防蚊噴霧和野營食物（一般攜帶早上自己準備的三明治作為午飯（圖10.F），當然也可以準備野外專用的美味可口的速食（圖10.D—E）。有的老師攜帶野營炊具，對于中午陣雨和較寒冷的刮風天氣，可以喝一杯熱茶或熱咖啡）。

在這次野外考察中，筆者更感受到了地質工作者的磨砥刻厲、嚴謹認真。無論中外，地質人手握地質錘，風餐露宿，穿梭在各個地區(qū)的辛勞勘探為日后自然相關的研究打下了堅實的基礎，是邁向“探索自然”最初，也是最關鍵的一步。每天徒步十幾公里的野外結束（圖10.I），并不意味著工作的完成，晚飯后還會坐在一起探討今天野外的地層，總結當日的發(fā)現(xiàn)，并且及時更改或者計劃下一天的日程。與這些不同研究方向老師們同行的野外并沒有陌生的距離感，對于不懂的地層和野生動植物，老師們都會用非常幽默且淺顯易懂的方式解釋和講解，筆者深感榮幸并且要向他們嚴謹刻苦的專業(yè)精神致敬和學習（圖10.H）。

這次阿比斯庫科考之行，在充實而又辛勞的五天工作后結束了。我腦海中充塞著勘探的地層信息和充實的化石材料，心中滿是對原始森林、山水大自然和諧秀麗的震撼。載著滿滿的巖石樣品，我們向南駛離阿比斯庫。希望這顆北極圈的自然“遺珠”能夠永遠保持它的盎然生機和質樸神秘，希望所有自然的美好都能夠維持在原始的地球凈土上悠久流傳。

阿比斯庫極光