出品：科普中国
制作：冯伟民 （中国科学院南京地质古生物研究所）
监制：中国科学院计算机网络信息中心
化石是远古时代遗留下来的生物遗迹，是古生物研究者探索自然生命历史的重要证据。我们从化石发掘中认识了大量早已在地球上消失的动植物，如恐龙、三叶虫、笔石、菊石、货币虫、牙形类、鸮头贝、蜂巢珊瑚、中华龙鸟、三尾拟蜉蝣、狼鳍鱼、三趾马、剑齿虎、舌羊齿、科达木等。正是大自然的选择和生物进化造就了它们各种奇特的生物形态和结构，如恐龙体型庞大，鱼龙善于游泳，各类昆虫千奇百怪，三叶虫酷似外星生物，还有那菊石结构精巧。
△菊石（图源：维基百科）
而说到化石的发现，大家脑海中可能会浮现这样一幅画面：许多专家靠着各种专业的设备在山石中穿梭，敲敲打打后惊喜地发现了化石。事实上，不光是专家，还有这样一群人，他们因为对化石的喜爱，成为了“化石猎人”。那么，化石猎人，究竟是怎样的一群人呢？
化石猎人的悠久历史早在三、四千年前，人类就发现了化石，并对化石产生了极大的兴趣和疑惑。有的将化石视作神秘的器物，有的视之为可用的药物，也有智者提出化石是远古的生物，可以指示环境的变迁。自古以来，国内外不乏化石好爱者，他们对化石充满无比兴趣和爱好，甚至将终身奉献给了化石挖掘和研究。于是，出现了一个专有名词“化石猎人”，特指那些将兴趣和事业结合在一起，专门挖掘和搜集古生物化石的爱好者和研究人员。
这一称呼早在19世纪就已在国外出现，玛丽·安宁就是英国19世纪最著名的女化石猎人。她10多岁时就在英吉利海峡岸边一处陡峭而又危险的悬崖上发现一块5米长、样子古怪的海生动物化石，这是史上发现的第一具完整的鱼龙化石。
安宁从此开始了她不同凡响的一生。在之后的35年里，她采集了大量化石，其中有过另外两次重大的发现。1821年，玛丽·安宁发现了史上第一具蛇颈龙亚目的化石。为了挖掘这具化石，她花了整整10年。1828年，玛丽·安宁又发现了双型齿翼龙化石，它也被认为是第一个完整的翼龙化石。这些发现成为了生物会灭绝的关键证据，如今人们可以在伦敦自然历史博物馆看到这些珍贵的化石。
△化石猎人，英国的玛丽·安宁（图源：维基百科）
现在，随着化石知识的普及，对化石入迷者越来越多，民间不乏收藏者和鉴赏者。那么，想要成为一个合格的化石猎人，需要具备哪些知识和必要的准备呢？
想入行，先要有知识储备对于大多数人类来说，化石似乎是非常神秘且难得一见的宝物，收藏在各大博物馆中。但其实化石并不神秘，甚至就在我们身边，只要你有一双善于发现的眼睛和勇于探索与研究的干劲，就可以在很多地方找到化石的踪影。
要想成为一名善于发现的化石猎人，最重要的是需要对地质古生物知识有基本的了解和认识，比如，什么是化石，化石有哪些类型，化石如何保存，到什么岩石类型中寻找化石，等等。同时，要有一定的化石审美能力，从内心感受到正是化石的演化之美让我们穿越在生命历史的畅想中，引领人们进入掌握生物进化真谛的自由王国。
其实，化石常以各种形式保存在各个地质时代的岩石中，从而在地球历史上留下了无数的印记，成为我们了解远古生物的面貌，追溯远古时代地球自然环境的好伴侣。化石记录最早可追溯到距今38亿年前，出现在不同地质时代，因此，化石可以见证漫长的地球生命演变历史。
但是，化石并不是存在所有岩石类型中，在地球三大类岩石，即变质岩、火山岩和沉积岩中，由于火山岩和变质岩经过了高温和高压的作用，故而无法保存化石。而在如砂岩、粉砂岩、页岩、泥岩、石灰岩等沉积岩中，化石可以广泛保存。沉积岩覆盖着地球陆地四分之三的面积，这就意味着在世界各地都可以发现化石，人们可以在高山、河谷、沙漠、平原等发现各种各样的动植物化石。一般而言，层位越低，其中的化石越古老，而层位越高，其中保存的化石越进化，结构越复杂。
△罗平生物群化石产地岩石露头（图源：成都地质调查局）
生活中，就有很多化石是在我们身边发现的。比如，南京古生物博物馆门厅的圆形立柱表面分布着密密麻麻的腕足类化石，在南京市鼓楼市民广场甚至发现了海百合茎化石。有些化石则发现于居民的民宅里，著名的埃迪卡拉生物群典型化石在中国的首次发现，就是由中国科学院南京地质古生物研究所专家，偶然发现于湖北宜昌地区民居屋顶刚刚换下来的石板上，留下了珍稀化石发现的一段佳话。上世纪五十年代，著名的贵州龙化石也是中国地质博物馆科研人员在当地的民宅的屋顶石板上发现的。
△三峡地区埃迪卡拉系地层发现最古老的足迹化石（图源：中国科学院南京地质古生物研究所）
如何发现化石一个完整的化石采集过程，包括出发前的准备、化石的寻找和挖掘，以及最后的化石处理和鉴定。采集和观察总的要求是量多质好，具体要求依研究任务而定，例如做生物地层研究，就要求选择良好剖面，逐层寻找和采集化石，同时进行测量，逐层观察并记录岩性和化石产出情况，同时对岩石、化石标本进行编录包装。如果是作古生态研究，除一般生物地层工作外，还要着重观察收集古生物的分布、埋藏、群落结构等资料，往往要在野外进行定量的采集和观察并多作素描和照相。
在出发寻找化石之前，要做足准备工作。首先要选择野外工作的区域，了解前人工作的基础。继而准备地质图，对要工作区域的地层分布和地理地形情况有充分的了解。同时，通过网络搜集一下有关化石的信息或化石产地，看看你要找的化石在什么地方有过出露，或通过当地人了解化石点，这样可以事半功倍。
此外，还要准备好野外工作用的装备：地质背包、地质锤、放大镜、便条纸、毛刷、胶带、包装纸和采集袋等。地质锤要有一个凿尖，既可以用来在剖面露头上挖掘化石，也可以用来顺着自然层面劈开标本。关于物资，要记得准备适合野外工作的鞋子、衣服。当然食物和水也是必不可少的，如果野外工作时间较长，且与城市距离较远，还需要准备睡袋和帐篷等。
△地质锤（图源：百度百科）
在野外工作时，要善于寻找化石露头。化石虽然埋藏在地下，但是地壳运动总会把一些化石暴露在地球表面。现在到处开山修路，露出了大量的地质剖面和新鲜露头。当然，自然形成的河床、断崖和冲沟都是寻找化石的好去处，因为这些地方都在大自然的风化作用下，如同开膛剖腹，把深埋在地层里的化石清楚地暴露在地表。山东龙骨涧的恐龙化石就是在冲沟中发现的。
另外，具备一定的野外观察经验也是很重要的。比如，野外观察要特别关注结核，它们一般是由铁质、钙质和磷质组成，在结核中常常含有第四纪哺乳动物化石，江苏句容的裂齿鱼化石就是保存在结核里的典型。在野外寻找脊椎动物化石时，那些地层层次变化比较多的地方，特别是一些丘形堆积，有砂岩砾岩等互层，而且岩石的颜色也各有深浅的地方，比较容易找到化石。洞穴通常是哺乳动物化石保存的宝库，曾发现过许多哺乳动物化石和古人类化石。南京汤山猿人洞就曾发现两个古人类头骨化石，还相伴发现了大量哺乳动物化石。
△裂齿鱼化石（图源：百度百科）
但是，要从野外把化石带到室内并不是件容易的事，必须借助一些装备才能让这些史前生命重见天日，并完好地进入自己的收藏室。采集到化石标本后，通常要做必要的处理，清除不必要的灰尘和围岩。对于不易破碎的化石可以用水冲洗或用软毛刷子刷洗，然后根据化石标本的大小和脆弱程度选择各种适合的凿挖工具，如錾子和细针等，进行初步修理。而对于易碎的标本要特别小心和仔细，要用多层纸将其包裹起来，放在采集包中。包裹化石的时候要记着写清楚采集人、采集的地点、经纬度和日期等，对化石标本做初步的描述和与围岩的赋存关系。
室内阶段包括对化石的鉴定描述和专题研究。鉴定描述包括磨制、修理、鉴定与照相等一系列程序，还会按规定对化石进行命名、分类与描述。在此基础上，再进行某一学科方向的专题研究。
随着社会发展和科技进步，人们如今可以通过四通八达的交通，便捷地抵达以前难以到达的边远地区，通过手机精确地定位野外化石点，甚至借助无人机帮助了解野外地区的露头情况。而在室内研究中，有各种先进的物理和化学设施和手段处理化石，更有先进的电子显微镜等诸多观察和检测仪器用于化石研究。
必须重视的是，了解国家颁布的《古生物化石保护条例》也是非常重要的，该条例明确规定任何单位和个人不得收藏违法获得或者不能证明合法来源的古生物化石。
总之，化石发现永远在进行中，对地球生命历史的认知，需要科学家和化石爱好者共同努力。未来更多化石的发现，将使得人们对地球和生命的认知不断丰富和深入。
