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Dec. 07 2022

鯨落恆春:全球最完整晚更新世鬚鯨化石現身恆春!(內有最新影片與更新)

  • 狹窄的峽谷、悶熱的氣候,都使挖掘工作加倍困難。 圖片提供:國立自然科學博物館

    狹窄的峽谷、悶熱的氣候,都使挖掘工作加倍困難。 圖片提供:國立自然科學博物館

  • 茂密的低海拔次生林裡,隱藏著過去幾十萬年來的地質歷史  。攝影:鍾慧元

    茂密的低海拔次生林裡,隱藏著過去幾十萬年來的地質歷史 。攝影:鍾慧元

  • 帶來鯨奇發現的第一塊鯨魚肋骨碎片  ,左側明顯可見海綿狀組織。攝影:鍾慧元

    帶來鯨奇發現的第一塊鯨魚肋骨碎片 ,左側明顯可見海綿狀組織。攝影:鍾慧元

  • 涓滴細流切割出的一線天峽谷地形,山壁上還夾雜著許多貝類化石碎片。攝影:鍾慧元

    涓滴細流切割出的一線天峽谷地形,山壁上還夾雜著許多貝類化石碎片。攝影:鍾慧元

  • 鯨魚的尾部骨骼化石仍排列得相當整齊,從脊椎骨前後的生長板癒合的程度,就能判斷鯨魚是成熟個體或幼年個體。但還要等清修過後,才能知道生長板的狀態。   圖片提供:國立自然科學博物館

    鯨魚的尾部骨骼化石仍排列得相當整齊,從脊椎骨前後的生長板癒合的程度,就能判斷鯨魚是成熟個體或幼年個體。但還要等清修過後,才能知道生長板的狀態。 圖片提供:國立自然科學博物館

  • 露脊鯨的頭骨較圓,姚秋如形容是「三頭身的鯨魚」。攝影:鍾慧元

    露脊鯨的頭骨較圓,姚秋如形容是「三頭身的鯨魚」。攝影:鍾慧元

  • 生長板有沒有癒合,是判斷一隻鯨魚成熟與否的重要依據。左一、二為幼年中華白海豚的生長板,左三為生長板尚未癒合的脊椎骨,最右是成年港灣鼠海豚的脊椎骨,生長板已經癒合,黏在一起。攝影:鍾慧元

    生長板有沒有癒合,是判斷一隻鯨魚成熟與否的重要依據。左一、二為幼年中華白海豚的生長板,左三為生長板尚未癒合的脊椎骨,最右是成年港灣鼠海豚的脊椎骨,生長板已經癒合,黏在一起。攝影:鍾慧元

  • 附近類似地層的泥土採樣後帶回實驗室,再利用特定大小的篩網淘洗,挑出的有孔蟲等微體化石,能協助判斷地質年代與沉積環境  。 攝影:莊智凱

    附近類似地層的泥土採樣後帶回實驗室,再利用特定大小的篩網淘洗,挑出的有孔蟲等微體化石,能協助判斷地質年代與沉積環境 。 攝影:莊智凱

  • 鈣質超微化石 。攝影:莊智凱

    鈣質超微化石 。攝影:莊智凱

  • 每天的挖掘工作完畢之後,Jerry負責將當天的挖掘進度繪製成採集圖,方便之後清修、研究與組裝時對照。五種顏色分別代表五次發掘的進度。可以看見挖掘前這隻鯨魚大致呈現側躺的狀態。  挖掘示意圖製圖:梁子儀

    每天的挖掘工作完畢之後,Jerry負責將當天的挖掘進度繪製成採集圖,方便之後清修、研究與組裝時對照。五種顏色分別代表五次發掘的進度。可以看見挖掘前這隻鯨魚大致呈現側躺的狀態。 挖掘示意圖製圖:梁子儀

  • 裹上石膏之後長度超過200公分、重達344公斤的鯨魚下顎化石,經過七個小時的搬運,終於從峽谷搬上地面。左前方順時針起坐臥者為參與學生:周冠宇、梁子儀、莊景壬、陳宗岱、李庭安、林佩蓁、傅馨瑩,黃衣站立者為此次發掘工作的主持人楊子睿博士 。圖片提供:國立自然科學博物館

    裹上石膏之後長度超過200公分、重達344公斤的鯨魚下顎化石,經過七個小時的搬運,終於從峽谷搬上地面。左前方順時針起坐臥者為參與學生:周冠宇、梁子儀、莊景壬、陳宗岱、李庭安、林佩蓁、傅馨瑩,黃衣站立者為此次發掘工作的主持人楊子睿博士 。圖片提供:國立自然科學博物館

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2024年1月重大更新!

經過楊子睿博士及德國慕尼黑巴伐利亞動物學蒐藏研究中心的哺乳動物學門主任 Anneke van Heteren(也就是報導中那位剛好到臺灣參訪而躬逢其盛、見證了這具鯨魚化石出土的尼德蘭籍學者)仔細爬梳文獻及比對過後,確認恆春頭溝出土的這隻鯨魚化石就是目前找到最大、也最完整的晚更新世鯨魚化石。在科博館姚秋如博士的細心比對與鑑定下,已對這隻鯨魚的身分有了初步的推論。但化石清修工作專業而繁瑣,想一睹這隻鯨魚的真面貌,還是需要再耐心等候一下。

茂密的竹林、叢生的山棕與林投、標誌著南島語族遷徙的構樹,雜亂無章地交織在一起,靠近地面處長著入侵植物香澤蘭、馬櫻丹、昭和草,這裡就像臺灣任何一處的典型低海拔次生林,而在六個月前,沒有人知道這裡即將挖出臺灣目前最大、最完整的鯨魚化石。

茂密的低海拔次生林裡,隱藏著過去幾十萬年來的地質歷史  。攝影:鍾慧元

茂密的低海拔次生林裡,隱藏著過去幾十萬年來的地質歷史 。攝影:鍾慧元

這裡是恆春頭溝,幾個月前,民間化石蒐藏家張玉穆先生和 YouTuber 「方塊酥」周文博在這裡發現了一截粗如手臂、長十多公分的骨骼化石,扁圓的斷面明顯可見海綿狀的組織,很可能是哺乳動物的肋骨,「因為如果是四肢的骨骼,會是中空的。」科博館的古生物學家、同時也是成大地科系兼任助理教授的楊子睿博士後來告訴我。

帶來鯨奇發現的第一塊鯨魚肋骨碎片  ,左側明顯可見海綿狀組織。攝影:鍾慧元

帶來鯨奇發現的第一塊鯨魚肋骨碎片 ,左側明顯可見海綿狀組織。攝影:鍾慧元

這裡的地質屬於海相沉積,這截骨骼化石又這麼粗,他們覺得很可能是鯨魚化石,便聯絡了楊子睿。他帶著成大地科系的學生前往勘查,「我們本來是要去找石友發現的鯨魚化石,結果 Jerry 發現地上有四根肋骨,一挖下去發現下面全都是,一次挖不完,最後我們的旅程直接從原本的五天變成一個禮拜,」成大地科所碩一的陳韻如笑著說,「一開始大家都很興奮,哇,又有一根耶!但是到後來,變成,蛤,還有喔 ……」。來自德國的古哺乳動物學家 Anneke van Heteren 博士恰好來訪,也見證了這一次的鯨奇發現。

原本只有幾天的地質考察,最後成為前後長達五個月、總共有二十多人參與的化石發掘任務,包括臺中科博館團隊、中興大學、成大、師大、文化大學、東海大學與亞洲大學等六所大學和一所高中共22名學生,以及民間「化石先生」的團隊合力發掘出一隻可能原本長達18公尺、完整度高達70%的大型鯨魚化石。

曾經滄海

數百萬年前,當菲律賓海板塊推擠歐亞板塊,原本的海底也往上抬升,逐漸浮出水面,形成一座島嶼,這就是蓬萊造山運動。山往上長,水向下流,在歲月與地質力量的交互作用之下,涓涓細流也切割出了細長蜿蜒的峽谷。而臺灣年輕的地質仍在不斷往上「長高」,也讓原本的鯨落之處浮出水面。

涓滴細流切割出的一線天峽谷地形,山壁上還夾雜著許多貝類化石碎片。攝影:鍾慧元

涓滴細流切割出的一線天峽谷地形,山壁上還夾雜著許多貝類化石碎片。攝影:鍾慧元

屬於恆春西臺地的這座峽谷隱藏在低海拔山區的次生林裡面,一開始團隊還必須在森林中揮刀開路,而隨著地勢深入河溝,環境也從一開始的茂密次生林,逐漸變成陡峭險峻的一線天地形。夾道的月桃、飛機草和五節芒,更不知在何時轉變成質地細碎、鬆軟卻又鋒利的泥岩山壁,有一層層的明顯紋理,岩壁上和地上散落著或細碎或完整的貝殼化石,而指甲大小的小雨蛙、橫行的澤蟹和攀木蜥蜴在看到我們時迅速逃開。峽谷陰沉無聲,我們走進的是歷史的沉積,岩壁上那一層又一層的細碎岩粒、還有一節節的管狀生痕化石,是曾在海底的幾萬年歲月。

森林裡的鯨魚

「這邊的化石很特別,剛出土的時候是鮮紅色的,因為這裡淋溶的鐵質很多,所以很容易看見,曬乾之後才會變成黃褐色。」楊子睿說。團隊中最先發現鯨魚化石的,是來自香港的成大地科系學生 Jerry 梁子儀。對喜歡化石與野外工作的他來說,能夠參與這次發掘,絕對是人生第一名的經驗。前後五次的挖掘工作,他一次都沒錯過。「香港比較沒有自然科學相關的學習機會,」一邊挖掘,大家也一邊討論到底會是哪種生物。「這邊是海相的地層,海裡的脊椎動物要這麼大、有這麼多肋骨,那還蠻明顯的。」楊子睿笑著表示。

狹窄的峽谷、悶熱的氣候,都使挖掘工作加倍困難。 圖片提供:國立自然科學博物館

狹窄的峽谷、悶熱的氣候,都使挖掘工作加倍困難。 圖片提供:國立自然科學博物館

但鯨魚的埋骨之處工作條件很差,峽谷非常狹窄,兩側又是6、7公尺高的泥岩山壁,和地面一樣都夾雜著鋒利的珊瑚礁,每天收工之後,常常手上也已經滿是傷痕。而峽谷環境通風不良,上方又是茂密的樹冠,挖掘期間正是南臺灣最熱的時候,工作起來相當辛苦,「剛去的時候大家不知道要一直補水,感覺好像沒什麼,但其實身體已經缺水了,」陳韻如說,「有人走著走著就中暑了,因為不知道要一直補水。」楊子睿的助理吳筱柔說。

又因為這裡本來就是河溝,地貌隨時都在變化。「每次去都會被沙土蓋起來,有一次還變成一個大池塘。所以都要先埋記號在那邊,不然會找不到。」另一位助理周冠宇說,「有時候因為地下的水飽和了、或是碰到下雨,水就會直接淹上來,水裡還會有蝌蚪游來游去。」自稱和《侏羅紀公園》電影一起長大的他說,「看侏羅紀公園還以為挖化石都是在荒漠裡挖三角龍啊暴龍什麼的,結果我們是在森林裡面挖鯨魚。」

吳筱柔說,有一次大家挖得很認真,沒發現水位慢慢上漲,等注意到的時候,水已經淹過膝蓋了,只好趕快放下工作撤退。「當時還蠻害怕的,但也突然可以理解那裡為什麼會叫做溝。」成大地科系的陳宗岱說,「但其實雨水本來就會把沉積物沖刷掉,地層裡其他的物質就會很容易被往下游帶。」有些化石也是因為沖刷被帶出地表,才有機會被人類發現。

鯨魚的尾部骨骼化石仍排列得相當整齊,從脊椎骨前後的生長板癒合的程度,就能判斷鯨魚是成熟個體或幼年個體。但還要等清修過後,才能知道生長板的狀態。   圖片提供:國立自然科學博物館

鯨魚的尾部骨骼化石仍排列得相當整齊,從脊椎骨前後的生長板癒合的程度,就能判斷鯨魚是成熟個體或幼年個體。但還要等清修過後,才能知道生長板的狀態。 圖片提供:國立自然科學博物館

鑑骨識鯨

為了確定是哪種鯨魚,科博館的鯨豚專家姚秋如博士也兩度前往現場參加發掘工作,「第一次去的時候只有挖到肋骨和脊椎,頭骨還沒出來,我看到這個大小,還覺得抹香鯨也有可能,」看到不同的骨頭出土,「慢慢一步一步去推測,很像偵探片一樣,很有趣,」姚秋如笑著說。

鬚鯨亞目跟齒鯨亞目的頭骨非常不一樣,看到頭骨之後,初步可以排除齒鯨,但光是鬚鯨科就有九個種,中型的布氏鯨、伊頓鯨、大村鯨大約是10-15公尺,大型的藍鯨或長鬚鯨則可超過20公尺。這隻鯨魚預估可能有15-18公尺長,剛好介於中間,究竟是幼年或成熟的個體,則必須靠脊椎骨上的生長板是否癒合來判斷。鬚鯨亞目中還有頭型較圓拱的露脊鯨科和灰鯨科,而鬚鯨科的藍鯨或長鬚鯨這種頭型較尖細的流線型鯨魚,上頷骨較扁平、下頷骨長而扁,而灰鯨的上下頷骨形狀則剛好介於這兩種鬚鯨之間。

露脊鯨的頭骨較圓,姚秋如形容是「三頭身的鯨魚」。攝影:鍾慧元

露脊鯨的頭骨較圓,姚秋如形容是「三頭身的鯨魚」。攝影:鍾慧元

生長板有沒有癒合,是判斷一隻鯨魚成熟與否的重要依據。左一、二為幼年中華白海豚的生長板,左三為生長板尚未癒合的脊椎骨,最右是成年港灣鼠海豚的脊椎骨,生長板已經癒合,黏在一起。攝影:鍾慧元

生長板有沒有癒合,是判斷一隻鯨魚成熟與否的重要依據。左一、二為幼年中華白海豚的生長板,左三為生長板尚未癒合的脊椎骨,最右是成年港灣鼠海豚的脊椎骨,生長板已經癒合,黏在一起。攝影:鍾慧元

要準確判斷是哪種鬚鯨,除了上下頷骨之外,還可以從耳骨、鼻骨來判斷,至於另外一位候選者,「如果是大翅鯨,牠的肩胛骨形狀會是像一面扇子那樣,很可愛,」姚秋如說,「所以最好還是等所有骨骼都清修完成,確定每塊骨骼的位置之後再來判斷,會更準確。」當然,也有可能,會是另外一種已經消失的鯨魚,不過目前,在化石清修組裝好之前,這隻鯨魚應該還是會繼續維持神祕一陣子。

不過對姚秋如來說,還有比辨識出鯨魚真正身分更有意義的事,「我覺得這次最重要的,除了是跨領域的合作研究、民間跟學界的合作之外,能夠有這樣的機會讓年輕人參與、帶進更多活水,這樣的傳承在這個領域是非常重要的。」因為誠如楊子睿所說,今天參與的學生,就是未來的專家學者。

用化石幫化石定年

恆春頭溝的地質屬於更新世晚期的四溝層,為了更精準判斷這隻鯨魚的歷史,楊子睿用來定年的不是大家耳熟能詳的碳十四,而是超微化石,nannofossil。

「沒錯,我們是用化石來幫化石定年。像碳十四、同位素、鈾鉛定年等等方式,是所謂的絕對定年,但事前的製備很麻煩,而且誤差很大。但是特定浮游生物出現的時間和絕種的時間都是非常明確的,絕種之後就會從地層消失,再也找不到。所以我們可以利用這個地層裡找到的浮游生物超微化石去判斷這個地層是幾年到幾年之間,如果還有別種化石,它出現的年代又是什麼時候到什麼時候,用這種方式去交叉比對,這是地層定年最簡單的辦法,叫相對定年。」楊子睿解釋說。

原來,肉眼看不見的浮游生物擁有碳酸鈣外殼,跟龐大無匹的鯨魚骨骼一樣,都有機會變成化石,將附近類似地層的泥土採樣後帶回實驗室,再利用特定大小的篩網淘洗,在顯微鏡底下將這些有孔蟲、放射蟲之類的化石用沾濕的毛筆挑出來,再拍照、比對物種,「這個是唸古生物學的基本功,我們叫『挑蟲』,但臺灣會的人不多。」楊子睿說,厲害的學者只要用顯微鏡一看就知道是哪個年代的蟲,這也是各大石油公司和地質鑽探研究非常重視的技術,和楊子睿合作的莊智凱先生表示,「挑出來經過比對,最後判斷就是8萬5000年前左右出現過的物種。」也就是晚更新世。巨大的鯨魚化石,必須仰賴超微化石確定正確年代,怎麼想,都是一件相當微妙的事情。

附近類似地層的泥土採樣後帶回實驗室,再利用特定大小的篩網淘洗,挑出的有孔蟲等微體化石,能協助判斷地質年代與沉積環境  。 攝影:莊智凱

附近類似地層的泥土採樣後帶回實驗室,再利用特定大小的篩網淘洗,挑出的有孔蟲等微體化石,能協助判斷地質年代與沉積環境 。 攝影:莊智凱

鈣質超微化石 。攝影:莊智凱

鈣質超微化石 。攝影:莊智凱

而除了定年以外,超微化石還能用來進行關於地球磁力變化的研究,但目前臺灣的超微化石專家可能比日本製的壓縮機還要稀少,所以楊子睿也鼓勵地科系的學生可以考慮往這個方向發展。

撇開最大與最完整不說,這件鯨魚化石與之前臺灣找到的其他零碎鯨魚化石最不一樣的地方,在於「這裡是原地層,也就是說牠是原地埋藏,沒有經過沖刷、滾動,是沒有離開原本埋藏地點的完整鯨魚骨骼,在地質上來說意義更是重大,所以我們在開挖之前都必須先拍照記錄每一根骨骼的位置。」陳韻如說。

過去雖有民間化石蒐藏家在其他地方挖到鯨魚化石,但那經過了沖刷位移,並不是原地層所產,且沒有留下詳細紀錄,「沒有詳細紀錄的話,地層資訊就沒有了,」Jerry 說。而每天晚上結束挖掘工作、回到民宿之後,Jerry 會繪製採集圖,仔細記錄每一塊骨頭的相對位置與編號,方便之後回去對照,「因為你隔天就忘記了,這是發掘化石的必要工作,沒有這個圖的話,等通通搬回科博館可能就不知道哪塊是哪塊,必須要靠這個圖找回所有的資訊。」楊子睿說。

每天的挖掘工作完畢之後,Jerry負責將當天的挖掘進度繪製成採集圖,方便之後清修、研究與組裝時對照。五種顏色分別代表五次發掘的進度。可以看見挖掘前這隻鯨魚大致呈現側躺的狀態。  挖掘示意圖製圖:梁子儀

每天的挖掘工作完畢之後,Jerry負責將當天的挖掘進度繪製成採集圖,方便之後清修、研究與組裝時對照。五種顏色分別代表五次發掘的進度。可以看見挖掘前這隻鯨魚大致呈現側躺的狀態。 挖掘示意圖製圖:梁子儀

神轎級化石

狹窄的河溝一線天地形,工作腹地本來就小,挑戰最大的不只是把化石完整挖出來,還得把這些沉重卻脆弱的化石往上運出河溝。「因為這些化石又大又長又重,又經過沖刷,已經比較脆弱,如果直接用扛的,可能會因為本身的重量而破裂,」楊子睿說,在沒有任何機械工具可以入溝協助搬運的狀況下,只能靠木板與人力徒手搬運。挖出來的化石必須先包上一層鋁箔、再裹上石膏保護,因為還有一些圍岩包著化石,打上石膏之後的化石異常沉重,「最重的一塊是鯨魚的下巴,長度有兩百多公分,重量是344公斤,光是從挖掘點往上搬到平地就搬了七個小時,這還只是其中一塊。」Jerry 說。另外一塊化石則是有好幾根骨頭與泥岩膠結在一起,在現場時無法分開,只能整塊帶回清修,因此被學生們暱稱為「神轎」,也是花了好幾個小時才用人力扛上停車地點。

裹上石膏之後長度超過200公分、重達344公斤的鯨魚下顎化石,經過七個小時的搬運,終於從峽谷搬上地面。左前方順時針起坐臥者為參與學生:周冠宇、梁子儀、莊景壬、陳宗岱、李庭安、林佩蓁、傅馨瑩,黃衣站立者為此次發掘工作的主持人楊子睿博士 。圖片提供:國立自然科學博物館

裹上石膏之後長度超過200公分、重達344公斤的鯨魚下顎化石,經過七個小時的搬運,終於從峽谷搬上地面。左前方順時針起坐臥者為參與學生:周冠宇、梁子儀、莊景壬、陳宗岱、李庭安、林佩蓁、傅馨瑩,黃衣站立者為此次發掘工作的主持人楊子睿博士 。圖片提供:國立自然科學博物館

雖非最古老,但重要性絲毫不減

論年代,這或許不是最古老的化石,但「以臺灣來說,這樣的東西已經算很老了,」楊子睿說,有些人可能會覺得年輕的東西比較不重要、也不夠特別,可是「地層的疊置定律,是愈年輕的疊在愈上面,所以最近期的,比方說更新世或全新世的地層,其實都因為人類的活動而遭到很大的破壞,這麼近期的化石不太有機會保存下來,而且還這麼完整。」

經過文獻的查閱與比對、討論,楊子睿認為這具鯨魚化石應該是目前全世界最完整的晚更新世鯨魚化石。「全世界找到的鯨魚化石大多都是碎塊或一小部分,必須是比這些年代更早以前的,才會因為埋得比較深而沒有遭到人類破壞。而人類都是在地表活動,所以比較淺層的化石大多已經被毀掉了。」楊子睿補充說。

然而,相隔兩個月後再返頭溝,楊子睿發現原本通往峽谷的狹窄泥土陡坡已經被拓寬並鋪上水泥,變成汽車可以通行的兩米寬道路,令人十分擔心這塊化石聖地是否即將遭到更進一步的開發破壞,「因為文化資產保存法也沒有保護化石和地景,」吳筱柔說,像這樣埋藏著珍貴化石紀錄與地層歷史的地方,確實需要有更明確的保護與規範。

來自德國巴伐利亞動物學蒐藏中心的 Anneke van Heteren 博士也表示,這次臺灣發掘到的鯨魚化石絕無僅有,因為大多數地質年代尚輕的海相化石現在都還在海底,這件鯨魚化石將有助於了解鯨魚如何適應冰河期至今的環境變化。

未來,科博館團隊將進一步清修、整理這具化石,進行更深入的研究,楊子睿還希望能夠把化石裝架,組成一隻鯨魚真正的形態,作立體的實物展出,或許,也能讓科博館那具站立了很多年的古菱齒象功成身退,由外型就像臺灣一般的鯨魚,成為科博館的新意象,展現這座島嶼真正的歷史。

這次化石發掘的完整影像紀錄,已經由發現第一塊肋骨化石碎片的影片創作者「方塊酥」周文博及楊子睿博士共同剪輯成影片「鯨魚谷」1-7集,可至YouTube觀看。

APR. 2024

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