אתר המאובנים בצ'נגג'יאנג

אתר המאובנים בצֶ'נְגְגְ'יָאנְג (בסינית: 澄江化石地; באנגלית: Chengjiang Fossil Site) הוא אזור עשיר במאובנים מתחילת תור הקמבריון בנפת צ'נגג'יאנג, השייכת לנציבות העירונית יושי במחוז יונאן שבדרום-מערב סין.

האתר נחשף כאשר ב-1984 התגלו מאובנים בשכבת פצלים בגבעת מָאוטְייֵנְשָׁאן בנפת צֶ'נְגְגְ'יָאנְג שתוארכו ל-530 למ"ש. המאובנים באתר מכסים תקופת זמן קודמת למאובנים מהקמבריון שהתגלו בסוף המאה ה-19 בפצלי ברג'ס בקולומביה הבריטית שבקנדה. המאובנים משני אתרים אלו, יחד עם מאובנים נוספים מהפאונה של האורסטן (מאובנים מסוג הסלע אנתרקוניט המכונה בשוודית אורסטן) בשוודיה ומאתר סיריוס פסט בגרינלנד, מדגימים היטב את התופעה המכונה "הפיצוץ הקמבריוני", שבה הייתה עלייה דרמטית בקצב היווצרות המינים של אורגניזמים על פני כדור הארץ.

ייחודו של האתר בכך שהוא מהווה עדות מוקדמת לתופעה זו. באתר התגלו מאובנים של כמעט כל המערכות המוכרות של בעלי חיים. בסך הכול התגלו בו בעלי חיים השייכים לכ-200 מינים, מתוכם 160 מינים חדשים, ב-170 סוגים, מתוכם 150 סוגים חדשים, השייכים ל-16 מערכות. מעבר לעושר במינים מתבטאת ייחודיות האתר בכך שהמאובנים השתמרו בו בצורה יוצאת דופן. השתמרו רקמות רכות, ואף בעלי חיים שגופם עשוי כולו רקמות רכות (בניגוד למאובנים נפוצים שמשמרים איברים קשים בלבד, דוגמת עצמות, קונכיות וצבתות), עובדה המאפשרת הצגה שלמה ומלאה של התפתחות החיים בתחילת הקמבריון. משום כך נחשב האתר לאחת מהתגליות הפלאונטולוגיות החשובות ביותר במאה ה-20. מקבץ בעלי החיים שהתגלו מתקופה זו מכונה בשם הכללי "הפאונה של צֶ'נְגְגְ'יָאנְג" (Chengjiang Fauna), או "הביוטה של צֶ'נְגְגְ'יָאנְג" (Chengjiang Biota), והשכבה המכילה את המאובנים מכונה "פצלי מָאוטְייֵנְשָׁאן" (Maotianshan Shales).

האתר הוכר על ידי ארגון אונסק"ו כאתר מורשת עולמית בשנת 2012.

גאוגרפיה

תיאור כללי

אתר המאובנים שוכן על גבעת מָאוטְייֵנְשָׁאן (帽天山, בפין-יין: Màotiānshān) במזרחה של נפת צֶ'נְגְגְ'יָאנְג, הנציבות העירונית יושי במחוז יונאן בדרום-מערב סין. הוא שוכן כ-5 קילומטרים מזרחית לעיירה צֶ'נְגְגְ'יָאנְג, מושב הנפה, וכ-65 קילומטרים דרומית לקונמינג בירת המחוז. מרכזו של האתר הוא בקואורדינטות , והוא משתרע על שטח של 5.12 קילומטרים רבועים וסביבו הוגדר שטח חיץ על שטח של 2.2 קילומטרים רבועים שבו חלות הגבלות בנייה. סך כל שטח האתר הוא כ-7.32 קמ"ר.

האתר שוכן במזרח רמת יונאן כשהמבנה הגאולוגי הוא של קער החסום בגושים מועתקים (fault-blocked syncline). פני השטח של אזור האתר הם של גבעות והרים נמוכים וביניהם פזורים עמקים, אגמים ומישורים פוריים. דרומית לאתר שוכן אגם פושיין, אחד מהאגמים העמוקים בסין. זהו אגם מים מתוקים בגובה 1,721 מטרים מעל פני הים המשתרע על שטח של 212 קמ"ר ושעומקו 155 מטרים. גובה פני השטח של אתר המאובנים נע בין 1,858 ל-2,063 מטרים מעל פני הים. במרכז הקער שוכנת גבעת מָאוטְייֵנְשָׁאן שגובהה 2,024 מטרים. ערוצונים וחרצים שמקורם בסחיפה התחתרו בפני השטח וחשפו את השכבות מתחילת הקמבריון ואת השכבות מהפרקמבריון שמתחתיהן. הערוצים הם חלק מאגן הניקוז של נהר הפנינה. המים הזורמים בערוצים נשפכים לנהר לוּשִׂישָׁאו, שחוצה את האתר ממזרח למערב, ובסופו של דבר לאגם פושיין, שהוא בסיס הסחיפה המקומי. הקרקע באתר היא קרקע אדומה.

צמחייה

באתר נמנו 522 צמחים וסקולריים המשתייכים ל-389 סוגים ב-124 משפחות, שמתוכם 171 מינים ו-128 סוגים אינם מקומיים. הצמחייה כוללת 20 מיני שרכאים (16 סוגים, 12 משפחות), 6 מינים של חשופי זרע (5 סוגים, 3 משפחות) ו-486 מינים של בעלי פרחים (357 סוגים, 109 משפחות).

חלק מהמינים מוגדרים מינים מוגנים ברמה הלאומית כדוגמת נורית ארסית, קמליה מרושתת ודיכוטומנתס טריסטניקרפה. כמה מינים מוגדרים כמוגנים ברמת המחוז, ובהם אלה ויינמניפוליה, מגנוליה חלקת עלים, ומין האוג טוקסיקודנדרון גריפיתי.

הצמחייה המקורית באתר, שכללה עצים ירוקי עד רחבי-עלים מהמינים קסטנופסיס אורתאקנתה, קסטנופסיס דלאוויי, אלון שוטקי, מין האלון ליתוקרפוס דאלבטוס וזית יונאן, כמעט ונעלמה כליל, וכיום מכסה יער ירוק-עד 28% מפני השטח. מרבית העצים הם אורנים מהמינים אורן יונאן ואורן ארמן, אקליפטוסים וכן המינים קטליריה איווליניאנה, אלנוס נפאלי ודודונאה דביקה. כמו כן ניטעו באתר שיחים ויערות פתוחים.

בעלי חיים
הפאונה הנוכחית כוללת חרקים, זוחלים כגון תת-מין של גומצן שטיינגר (Trimeresurus stejnegeri yunnanensis), נחש ארסי מתת-משפחת צפעוני גומה, ומין הזעמן ליקודון ספטנטריונליס, עופות דוגמת חסידה שחורה, כפן מצוי, מנדרין סיני, אווז הודי, עגור אפור, נץ מצוי, אפודי סהרוני, פשוש ודרור הרים, ויונקים דוגמת פנגולין סיני.

אקלים
האקלים באתר הוא סובטרופי מונסוני. יש באתר שתי עונות מובחנות: העונה היבשה בין נובמבר לאפריל, והעונה הגשומה, בין מאי לאוקטובר, שבה יורדים כ-80% מהמשקעים השנתיים. ממוצע המשקעים השנתי הוא 964 מילימטרים. הטמפרטורה השנתית הממוצעת היא 15°C, כשהטמפרטורה היומית הגבוהה ביותר היא 31°C והנמוכה ביותר 5°C-. הלחות היחסית היא 74%, והרוחות במקום הן בדרך כלל דרומיות, דרומיות מערביות במהירות 1–2 מטרים לשנייה.

גאולוגיה

סטרטיגרפיה
אתר המאובנים בצֶ'נְגְגְ'יָאנְג שייך לחלקו המערבי של המשטח היבשתי של יאנגצה על לוח סין הדרומי. האתר שוכן בקצה הדרומי של העתק שְׂיָאוגְ'יָאנְג המשתרע (בכיוון מצפון לדרום) מסצ'ואן ליונאן. האירועים הטקטוניים החשובים ביותר שעברו על האתר הם האורוגנזה שבה נבנו הרי ההימלאיה (לפני 50 מיליון שנים) והתנועה לאורך העתק שְׂיָאוגְ'יָאנְג לפני 4 מיליון שנים. כיוון המישור של השכבה המכילה את המאובנים הוא מצפון-צפון מזרח לדרום-דרום מערב. השכבות באתר שייכות לסיניאן עליון (שלהי הפרוטרוזואיקון), קמבריון תחתון, דבון תיכון ועליון, קרבון ורביעון. שכבות מסיניאן תחתון ומהפרם קיימות בשולי האתר.

להלן פירוט השכבות באתר (מסודרות מלמעלה כלפי מטה), כאשר בין מרביתן מפרידה אי התאמה:
רביעון - שכבה בעובי 15 מטרים של שברי סלעים וסחף של חרסית חולית אפורה-צהובה או אדומה-סגולה עם שפע שברים זוויתיים של דולומיט, אבן טין, אבן בוץ וסלעים זרחתיים.
נאוגן - שכבה בעובי 15 מטרים של קונגלומרטים עם שברי דולומיט, אבן טין ואבן בוץ.
פרם - שכבה שחלקה העליון בעובי 176 מטרים מכיל טוף בזלתי, בזלת וברקציה געשית וחלקה התחתון בעובי 174 מטרים מכיל פצלים צבעוניים, אבן גיר אפורה, אבן גיר דולומיטית ודולומיט.
קרבון - שכבה בעובי 100 מטרים של אבן גיר אפורה ואפורה בהירה.
דבון - תיכון ועליון. שכבה בעובי 75 מטרים של שכבות דקות ועבות של דולומיט אפור בהיר
תצורת צָאנְגְלָאנְגְפּוּ (沧浪铺组) - קמבריון תחתון: שכבה עשירה במאובנים בעובי 150 מטרים. שכבות דקות ובינוניות של אבן חול קוורצית נציצית דקת גרגיר בגוון אדום-סגול, אפור ואבן בוץ הבנויה שכבות דקות עד בינונית בגוון ירוק-אפור.
 תצורת צְ'יוֹנְגְג'וּסְה (Qiongzhusi Formation), או גם תצורת חֵיילִינְפּוּ (Heilinpu Formation) מהקמבריון התחתון, מחולקת לשני פרטים:
פרט יוּ'’אָנְשָׁאן (Yu’anshan Member), הפרט העליון: עוביו 200 מטרים. שכבות של פצלים בגוון צהוב-אפרפר וירוק-צהבהב ואבן בוץ דקה מעורבות בשכבות דקות עד בינוניות של דולומיט ואבן טין גירית. בחלק העליון יש שכבות דקות של אבן חול קוורצית דקת גרגיר במרווחים שבין 2 ל-4 מטרים. מכיל את הפאונה של צֶ'נְגְגְ'יָאנְג. בסיס הפרט מכיל שכבות דקות של אבן בוץ טינית בגוון אפור-צהוב המכילות נודולות כדוריות של קלציט-דולומיט ודולומיט זרחתי.
פרט שְׁיֵנְטוֹאוּ (Shiyantou Member), הפרט התחתון: עוביו 80 מטרים והוא מכיל שכבות דקות עד בינוניות של אבן טין חרסיתית אפורה, המתבלה לצהוב-אפור, אבן טין דולומיטית באפור בהיר ושכבות דקות של אבן בוץ טינית בגוון ירוק-שחור. נודולות של זרחה ופיריט, ושכבות דקות עד בינוניות של אבן חול גלאוקוניטית ירוקה-אפרפרה עם מאובנים קטנים בעלי קונכיות (Small shelly fossils).
תצורת יוּ'חוּצוּן (Yuhucun Formation), נאופרוטרוזואיקון עליון (אדיקר). עובייה מעל ל-800 מטרים והיא בנויה מארבעה פרטים:
פרט דָאהָאי (Dahai Member) - דולומיט זרחתי ופוספוריט בגוונים של אפור כהה ואפור כחלחל
פרט שְׂיָאווָאיְטוֹאוּ (Xiaowaitou Member) - דולומיט צהוב-אפרפר בשכבות דקות מאוד.
פרט בָּאיְיֵנְשָׁאו (Baiyanshao Member) - דולומיט בוצי בגוונים של אפור ואפור-חום.
פרט גְ'יוֹצֶ'נְג (Jiucheng Member) - דולומיט אפור-ירוק בשכבות שעוביין בינוני עד עבה.
תצורת דונְגְלונְגְטָאן (Donglongtan Formation), נאופרוטרוזואיקון עליון (אדיקר). עובייה מעל 150 מטרים והיא בנויה דולומיט צורני ואבן גיר צורנית בשכבות עבות.
תצורת נָאנְטוֹאוּ (Nantou Formation), נאופרוטרוזואיקון עליון. עובייה פחות מ-40 מטרים. פצלים בגוונים של אדום וירוק ופצלים טיניים, יחד עם ברקציה שמקורה במורנה בבסיס התצורה.
תצורת צֶ'נְגְגְ'יָאנְג (Chengjiang Formation), נאופרוטרוזואיקון תחתון. עובייה בין 20 ל-110 מטרים, והיא כוללת אבן חול קוורצית שמקורה יבשתי בגוונים של אדום-סגול ואבן חול גסת גרגיר יחד עם פירוקלסטים.

מתחת לאתר יש קער אסינכרוני שכיוונו 30° מזרח, שבו הזרוע המזרחית תלולה יותר. מספר העתקים שאורכם בין כמה מאות מטרים לכמה קילומטרים חוצים את ציר הקער ואת כל האתר.

השכבות המכילות את המאובנים
המאובנים של "הפאונה של צֶ'נְגְגְ'יָאנְג" נתגלו בפצלים ובסלעי אבן הבוץ הצהבהבים של החלק העליון של פרט יוּ'אָנְשָׁאן בתצורת צְ'יוֹנְגְג'וּסְה (המכונה גם תצורת חֵיילִינְפּוּ - Heilinpu Formation) מהקמבריון התחתון. חלק זה מתחלק לשלושה אזורים ביולוגיים (Biozones) המבוססים על סוג הטרילוביט הנפוץ, והם אזור ביולוגי Yunnanocephalu – Malungia, אזור ביולוגי Eoredlichia -Wutingaspis ואזור ביולוגי Parabadiella. הפאונה של צ'נגג'יאנג קיימת רק באזור הביולוגי האמצעי. חלק עליון זה נחלק לארבע שכבות (מלמעלה כלפי מטה):
שכבת אבן חול טינית צהובה בעובי 113 מטרים. מכילה מגוון מצומצם של המינים בפאונה של צֶ'נְגְגְ'יָאנְג, בעיקר טרילוביטים, כדוגמת הסוגים Eoredlichia ו-Yunnanocephalus וסוגי הסרטנאים Kuanyangia ו-Kunmingella מהסדרה Bradoriida שנכחדה וברכיופודים מהסוגים Lingulella ו-Lingulepis.
שכבת פצלים בגוון ירוק צהבהב מעורבת בזוגות שכבות דקות של אבני טין ואבני בוץ בעובי 40–50 מטרים, המכילה את עיקר המאובנים בעלי גוף רך. זוגות השכבות מייצגים תקופות בשנה של השקעה מסיבית עשירה במאובנים בתקופה לחה והשקעה בתקופה יבשה שבה יש מעט מאובנים. בין סוגי המאובנים פרוקי-רגליים, דוגמת Naraoia, Leanchoilia ו-Isoxys. שכבה זו גם עשירה בבעלי חיים מהמשפחה Eldoniida שנכחדה, מקבוצת הלובופודיה, בתולעים ובספוגיים.
שכבות פצלים ואבן טין שחורה. בשכבה זו נתגלו טרילוביטים מהסוגים Tsunyidiscus ו-Wutingaspis וסוגי הסרטנאים Hanchungella ו-Emeillopsis מהסדרה Bradoriida שנכחדה.
אבן טין שחורה - שכבת הבסיס של הפרט מכילה את הטרילוביטים העתיקים ביותר בסין מהסוג Parabadiella וסוגי הסרטנאים Hanchungella, Liangshanella ו-Nanchengella מהסדרה Bradoriida שנכחדה.

היסטוריה

היסטוריה גאולוגית
לפני 800 מיליון שנים התחוללה אורוגנזת גִ'ינִּינְג (Jinning Orogeny), אירוע בניית הרים שייצר את התשתית (מסד של סלעי הקרום היבשתי באזור היציב מבחינה טקטונית) של דרום סין. עיוות נוסף נגרם על ידי אורוגנזת צֶ'נְגְגְ'יָאנְג. לפני כ-700 מיליון שנים עבר האזור עידן קרח (קרחונים כיסו אז את מרבית כדור הארץ, תופעה המכונה "כדור השלג ארץ"). בתקופה שבין לפני 700 ל-540 מיליון שנים עברו על אזור צֶ'נְגְגְ'יָאנְג תהליכים חוזרים ונשנים של התקמטות וסחיפה, שבסופם הוצף האזור על ידי ים רדוד שבו הושקעו בהדרגה סלעים קרבונטיים שנוצרו על ידי השקעה של בעלי חיים בעלי קונכיות.

לפני 530 מיליון שנים היה האזור מפרץ רדוד בקו הרוחב 11° דרום. התנאים הסביבתיים – שפע אור שמש, וחמצן – גרמו לשגשוג של אצות שהיו תחילת שרשרת המזון לבעלי חיים אחרים. המאובנים של הפאונה של צֶ'נְגְגְ'יָאנְג נוצרו בתקופה זו בפרט יוּ'’אָנְשָׁאן בלמינות (שכבות דקות) בעובי שבין 3 ל-5 סנטימטרים כאשר מקור החלק התחתון בכל למינה הוא טיני והעליון בוצי, מה שמעיד על השקעה עקב זרם עכירות קטן. בעלי החיים נקברו במהירות במשקעים מבלי שעברו ריקבון והשכבות שבהן נקברו לא עברו טלטלות. הרקמות הרכות נשתמרו על ידי החלפה לפיריט.

מהקמבריון ועד הפרם העליון (בין לפני 540 ל-250 מיליון שנים) נוצרו באזור כ-1,500 מטרים של סלעי משקע בכמה אירועי השקעה. פעילות בניית הרים בסוף עידן הפלאוזואיקון גרמה להעלמות ים טתיס הקדום, ובכך בא הקץ לפרק הימי בתולדות אזור צֶ'נְגְגְ'יָאנְג. האזור הושפע מפעילות געשית בסוף תור הפרם וכמו כן החל לפעול העתק אזורי ארוך הקרוי העתק שְׂיָאוגְ'יָאנְג, והחל להיווצר הקער של מָאוטְייֵנְשָׁאן.

בין לפני 250 ל-4 מיליון שנים (מטריאס תחתון עד שלהי הנאוגן), חווה האזור מדי פעם תהליכי התרוממות, כאשר הסלעים מעידן הפלאוזואיקון נחשפים ונסחפים. קרקע החלה להיווצר וכיסתה את הסלעים. בין לפני 4 ל-3 מיליון שנים הייתה התרוממות נוספת, בשולי האירוע שיצר את הרי ההימלאיה, והאזור הפך לרמה. פעילות טקטונית נמרצת גרמה ליצירת העתקים ואגן מרכזי שהצטברו בו מים ונוצר אגם פושיין.

לפני כ-12,000 שנים (תחילת הולוקן) הגיע אגם פושיין לשיא גודלו. פני האגם היו גבוהים ב-30 עד 40 מטרים מגובהם בהווה, והוא השתרע על שטח של כ-350 קמ"ר, ובקצהו הצפוני הגיע עד המורדות הדרומיים של גבעת מָאוטְייֵנְשָׁאן. לפני כ-5,000 שנים התחזקה התנועה בהעתק שְׂיָאוגְ'יָאנְג וגרמה להעמקת אגם פושיין.

לפני כ-3,000 שנים (שלהי ההולוקן) התיישבו בני אדם על הגדה הצפונית של אגם פושיין, וחיו על הדיג, הציד, וגידול חיות משק. הם ביראו את היערות ירוקי העד הבראשיתיים העבותים, וחשפו בכך את השכבות מהקמבריון התחתון.

היסטוריה אנושית
אזור יונאן כולל שרידים ארכאולוגיים לכמה מהעדויות הקדומות ביותר להתיישבות אנושית בסין. אתר המאובנים נמצא במרחק של כ-300 קילומטרים בלבד מהאתר שבו נתגלו מאובנים של אדם יואנמואו, תת-מין של הומו ארקטוס, המאובן האנושי הקדום ביותר ביונאן. בכמה נפות סמוכות נתגלו עדויות לפעילות אנושית מהתקופה הפלאוליתית בתקופה שבין לפני 100,000 עד 30,000 שנים.

בנפת צֶ'נְגְגְ'יָאנְג עצמה נתגלו כמה אתרים נאוליתיים. ההתיישבות המסיבית באזור החלה לפני 1,200 שנים. האזור החל לפעול תחת שלטון מרכזי בשנת 279 לפנה"ס בתקופת המדינות הלוחמות, כשהמצביא גְ'וָאנְג צְ'יָאו (庄跤) שנשלח מטעם מדינת צ'ו השתלט על האזור (כולל צֶ'נְגְגְ'יָאנְג) והכריז על עצמו שליט ממלכת דְייֵן. ממלכת דיין נכבשה על ידי שושלת האן בשנת 109 לפנה"ס. בשנת 106, בתקופת שושלת האן המערבית, הוקמה הנפה רשמית בשם נפת יוּיְוֵּאן. רק ב-1913 קיבלה הנפה את שמה הנוכחי.

בנפה מתגוררים בני כמה קבוצות אתניות: האן, חווי, יִי ומְיָאו. היִי, היו התושבים המקורים, בני ההאן (הקבוצה האתנית הגדולה בסין) היגרו לאזור החל מתקופת שושלת צ'ין (מ-300 לפני הספירה), החְווֵי הם קבוצה מוסלמית שהגיעו לאזור ב-1250 בתקופת שושלת יואן והמְיָאו הגיעו לאזור במאה ה-17, בתקופת שושלת צ'ינג.

האזור לא התפתח כלכלית. הכלכלה המקומית התבססה על דיג, ציד, חיות משק וחקלאות. האזור נהנה משפע שמש ואדמה פורייה והתושבים מגדלים אורז, שעועית מצויה, תפוחי אדמה, תירס, חיטה וטבק. תעשייה לא התפתחה למעט מטוויות ידניות. מ-1910 החלו לכרות באזור פחם, ומ-1938 פוספטים שהפכו למקור הכנסה עיקרי בנפה. ב-2003 הגיעו שני שלישים מההכנסות של הנפה מכריית הפוספטים. מרבצי הפוספטים שוכנים מעל ומתחת לשכבת המאובנים וכרייתם איימה לפגוע בהם, ולכן הוחלט על הפסקת הכרייה עד 2005, דבר שזרז את הכרייה בתקופת הביניים. ההכרזה על אתר המורשת העולמית קידמה ענף כלכלי חדש, תיירות.

היסטוריה של גילוי ופיתוח האתר
כבר מתחילת המאה ה-20 ידעו הפלאנטולוגים שתצורת צְ'יוֹנְגְג'וּסְה, המשתרעת על אזור נרחב במזרח מחוז יונאן עשירה במאובנים מתחילת הקמבריון, בייחוד בקטע שבין קונמינג לצֶ'נְגְגְ'יָאנְג. חלוצים במחקר בנושא היו הצרפתים. הגאולוגים אונורה לנטנואה וז'אק דפרה והארכאולוג אנרי מנסווי פעלו מבסיסם בווייטנאם, אז בשליטת צרפת, וערכו סקרים ביונאן הסמוכה בין השנים 1907 ל-1912. הם פרסמו מאמרים על גילוי מאובני טרילוביטים ופרוקי-רגליים אחרים. מחקרים נוספים נערכו על ידי מדענים סינים בשנות ה-30 וה-40. בהם בלט מחקרו של הפרופסור יָאנְג דְזְוֵי-יִי (Yang Zui-yi), שבתחילת שנות ה-30 נאלץ להימלט יחד בשל מלחמות האזרחים שסין הייתה שקועה בהן עם כל מחלקת הגאולוגיה באוניברסיטת ג'ונְגְשָׁאן שבגואנגג'ואו לכפר דונְגְלונְגְטָאן, השוכן כקילומטר וחצי מגבעת מָאוטְייֵנְשָׁאן. יָאנְג דְזְוֵי-יִי זיהה בסלעים שבסביבה שפע מאובנים מהסדרה Bradoriida שנכחדה.

את האתר במָאוטְייֵנְשָׁאן גילה הפלאנטולוג חוֹאוּ שְׂייֵנְגוָאנְג (侯先光 בפין-יין: Hóu xiānguāng) ב-1984. ביוני 1984 הגיע חוֹאוּ שְׂייֵנְגוָאנְג, אז חבר במכון לגאולוגיה ופלאונטולוגיה של נאנג'ינג השייך לאקדמיה הסינית למדעים, לקונמינג על מנת להמשיך במחקרו על פרוקי-רגליים מהסדרה Bradoriida. בעקבות המאמר של יָאנְג דְזְוֵי-יִי הגיע חוֹאוּ לגבעת מָאוטְייֵנְשָׁאן ב-1 ביולי 1984. הוא שכר עובדים מקומיים ונעזר בעובדים של הלשכה לגאולוגיה של מחוז יונאן שהתגוררו בכפר הסמוך דָאפּוֹטוֹאוּ וחיפשו פוספטים. החפירות שביצעו בצלע הגבעה העלו כמויות גדולות של מאובנים בתוך גושי אבן הבוץ שהשתמרו בצורה יוצאת דופן. חוֹאוּ, דיווח על התגליות באתר זה ובאתרים נוספים ביונאן למנהלים ולעמיתיו במכון לגאולוגיה ופלאונטולוגיה של נאנג'ינג, וארגן כמה משלחות מחקר בשנים הבאות לאתר שהניבו מספר רב של מאובנים בעל גוף רך. בסיום תקופת החפירות השלישית נסע חוֹאוּ לשוודיה, ויחד עם עמיתיו מהמוזיאון להיסטוריה של הטבע בסטוקהולם, פרסם סדרת מאמרים על המאובנים מצֶ'נְגְגְ'יָאנְג, שעוררו התעניינות עולמית באתר. האתר מוזכר בספרים רבים והוא נושא למאות מאמרים מדעיים.

עם השנים, כשהתבררה חשיבותו של האתר, החל הממשל הסיני לנקוט בשורה של צעדים לשמירת האתר מחד ולפרסמו בעולם מאידך. ב-1987 הכריזה מועצת הנפה על תקנות להגנת האתר. שנה אחר-כך הוקם במקום מוזיאון קטן שבו הוצגו חלק מהממצאים. ב-1997 הכריזה מועצת המחוז על הקמת "שמורת הטבע המחוזית של הפאונה של צ'נגג'יאנג", וב-2001 אישר משרד המשאבים של ממשלת סין את הקמת "הפארק הגאולוגי של הפאונה של צ'נגג'יאנג". ב-2012 הכיר ארגון אונסק"ו במקום כאתר מורשת עולמית.

החשיבות של אתר צ'נגג'יאנג

התפתחות החיים עלי אדמות
גילו של כדור הארץ, על פי התיארוך המקובל, הוא 4,540 מיליון שנים. על בסיס העדויות ממאובנים הופיעו החיים לראשונה לפני 3.5 מיליארד שנים בעידן הארכאיקון בדמות מיקרו מאובנים של חיידקים שהמטבוליזם שלהם היה מבוסס על גופרית. מושבות של חיידקים יצרו סטרומטוליטים. בגבול בין הארכאיקון לפרוטרוזואיקון לפני 2,500 מיליון שנים גרמו מיקרואורגניזמים באמצעות פוטוסינתזה לעלייה גדלה באחוז החמצן באטמוספירה (אירוע המכונה אסון החמצן). מהתקופות שבאו אחר-כך, הפלאופרוטרוזואיקון והמזופרוטרוזואיקון יש עדויות מוצקות לפעילות של כחוליות ולהופעה של תאים איקריוטים לפני 1,700 מיליון שנים. לפני 1,200 מיליון שנים במהלך המזופרוטרוזואיקון הופיעו לראשונה היצורים הרב-תאיים הראשונים (אצות אדומות).

בעלי חיים ראשונים הופיעו בנאופרוטרוזואיקון היו אלו מינים של ספוגיים. כמה עשרות מיליוני שנים לאחר הופעת הספוגיים מתגלים עדויות לקבוצה של בעלי חיים המכונים המאובנים של האדיקר משום שנתגלו לראשונה בגבעות אידיאקרה באוסטרליה הדרומית. הם ידועים כיום מ-30 אתרים ברחבי העולם. אף שבעלי החיים הראשונים של האדיקר מתוארכים לפני בערך 575 מיליון שנים, המקבצים העיקריים התגלו בסלעים המתוארכים בין לפני 562 ל-542 מיליון שנים. תיעוד המאובנים מתקופת האדיקר דליל למדי, כיוון שבעלי חיים בעלי שריון או חלקים קשים אחרים העוברים התאבנות ביתר קלות (משום שאינם נרקבים) עדיין לא התפתחו. הביוטה של האדיקר כוללת בוודאות את היצורים רב-תאיים העתיקים ביותר (שיש להם רקמות בעלות תפקיד). הסוגים הנפוצים ביותר דומים לתולעים סגמטליות (מחולקות לפרקים), עלים שסועים, דסקות או תיקים שכולם נייחים. האתר העתיק ביותר המכיל את הביוטה של האדיקר הוא אתר המורשת העולמית השמורה האקולוגית מיסטייקן פוינט. בין הביוטה של האדיקר לבין צורות חיים מודרניים יש מעט מאוד דמיון, וקשה למצוא קשרים בינם אפילו עם צורות החיים העוקבות. ייתכן שבעלי חיים אלו לחכו את קרקעית הים, אבל נראה שלא היו מסוגלים לנצל את החומרים האורגניים שמתחת לפני השטח או לנצל את המצע כבית גידול. יש חוקרים המנסים לקשור בעלי חיים אלו עם מערכות הקיימות בימינו, ואחרים הסוברים כי מדובר בקלייד עצמאי, אבל בכל מקרה בעלי חיים אלו נעלמו בתחילת הקמבריון.

הפיצוץ הקמבריוני
האדיקר היה התור האחרון בעידן נאופרוטרוזואיקון. התור הבא היה הקמבריון שהחל את עידן הפנרוזואיקון. תחילתו נקבעה על סמך הופעה של עקבות מאובנים של מחילות המכונות Treptichnus pedum בסלעים המתוארכים לפני 541 מיליון שנים. מחילות אלו מוכיחות לראשונה על קיומם של בעלי חיים בילטרליים, כאלו שיש להם ראש וזנב. ואז, תוך תקופה קצרה במונחים גאולוגיים של כמה עשרות מיליוני שנים, הואץ מאוד קצב האבולוציה (במושגים של היכחדות והיווצרות של מינים חדשים), ומגוון החיים החל להידמות לזה הקיים כיום. מדובר על קצב התפתחות מהיר מאוד, יחסית להתפתחות החיים על כדור הארץ קודם לכן. חלק ניכר מהמערכות של בעלי החיים המוכרים כיום, כולל המערכה מיתרניים, שאליה משתייך גם האדם, החלו אז ולתופעה ניתן הכינוי הפיצוץ הקמבריוני.

תור הקמבריון מתוארך בין לפני 542 ועד לפני 495 מיליון שנים, אם כי רוב מערכות בעלי החיים המודרניים הופיעו לראשונה בפרק זמן קצר מתקופה זו, בין 530 ל-520 למ"ש. כל המומחים מסכימים שהיה זה האירוע השלישי או הרביעי בחשיבותו בהיסטוריה של הופעת החיים עלי אדמות, כשקדמו לו הופעת החיים הראשונים, ההתאמה לחמצן והופעת התאים האיקריוטים.

על פי המידע העכשווי היווה אז החמצן כ-13 אחוז מהאטמוספירה (בהשוואה ל-21 כיום), אבל רמתו התנדנדה. רמת הפחמן הדו-חמצני הייתה אז גבוהה יותר מאות מונים ועקב כך נוצר אפקט חממה עז, מספיק כדי להתגבר על העובדה שקרינת השמש הייתה חלשה ב-5% לעומת ימינו. אפילו עם ירידת רמת הפחמן הדו-חמצני לקראת סוף התקופה היו הטמפרטורות אז כנראה הגבוהות ביותר מעולם. מכיוון שפחות חמצן מומס במי ים בטמפרטורות גבוהות הייתה רמת החמצן במים נמוכה מאוד, מה שמסביר מדוע לא נרקבו הרקמות הרכות כך שהתאפשרה התאבנותן.

ההכרה המדעית בדבר התופעה החלה עם גילוי המאובנים בלאגרשטטה של פצלי ברג'ס בקולומביה הבריטית שבקנדה ב-1909 על ידי הפלאונטולוג  צ'ארלס דוליטל וולקוט. וולקוט, שהושפע מהדעה המדעית באותה תקופה, ניסה לשייך את כל המאובנים לטקסונים מודרניים, ועקב כך התייחסו באותה תקופה אל המאובנים שגילה כלא יותר מאשר מאובנים מוזרים. רק מחקרים מאוחרים יותר של חוקרים כדוגמת סיימון קונוויי מוריס, ובייחוד ספרו של סטיבן ג'יי גולד "חיים מופלאים" שיצא לאור ב-1989 הביאו לתשומת לב הציבורית את המשמעות של התגליות.

במשך השנים נתגלו אתרי מאובנים נוספים מהקמבריון, אבל גילוי אתר המאובנים בצ'נגג'יאנג ב-1984 הוא בין החשובים ביותר, והוא עולה בחשיבותו על האתר הראשוני של פצלי ברג'ס. ראשית, הוא קדום יותר בלפחות 10 מיליון שנים, המאובנים שבו נשמרו בצורה טובה יותר, ויש בו מגוון בעלי חיים רב יותר. ידוע כיום כי השכבות בצ'נגג'יאנג הורבדו בין 520 ל-515 למ"ש, בעוד שפצלי ברג'ס אינם עתיקים מ-505 למ"ש. 10 מיליון השנים לערך המפרידים בגיל שבין שני האתרים מספקים לנו מבט רחב יותר על הגיוון של בעלי החיים.

משום שהן אתר צ'נגג'יאנג והן אתר ברג'ס משמרים רקמות רכות בנוסף לשלד יש לנו תמונה טובה של השפע היחסי. יש כיום מעל ל-50,000 מאובנים שנאספו מפצלי ברג'ס (ומספר נמוך יותר מצ'נגג'יאנג). בסיכום הפאונה של ברג'ס פרטו דרק בריגס, דוג ארווין ופרד קולייר בספרם מ-1994 (המאובנים של פצלי ברג'ס) 150 מינים של בעלי חיים. כמעט מחציתם הם פרוקי-רגליים או דמויי פרוקי-רגליים. אבל מספר מעניין יותר קשור למספר הפרטים. מעל ל-90% מכל המאובנים הם של פרוקי-רגליים, ואחריהם ספוגים וברכיופודים. כמו צ'נגג'יאנג הקדום יותר נשלטה קרקעית הים של ברג'ס הן במינים והן בכמות המינים על ידי פרוקי-הרגליים.

פרוקי-הרגליים הם בין חסרי החוליות המורכבים ביותר, ועדיין, בכמעט כל מרבצי המאובנים המוקדמים ביותר, הם מגוונים ונפוצים. מה שמעיד על אבולוציה ממושכת קודם להופעתם הראשונה בתיעוד המאובנים – ייתכן שבקרקעית הימים שעליה זוחלים פרוקי-הרגליים באורך מילימטר אחד (או פחות), יחד עם מינים רבים יותר ששחו או שצפו בים הפתוח.

המאובנים

הגורמים להשתמרות
כאמור, נשתמרו במאובנים של הפאונה של צֶ'נְגְגְ'יָאנְג גם הרקמות הרכות, תופעה נדירה, אבל קיימת גם במקומות נוספים בעולם (כמו פצלי ברג'ס), ושכבות המכילות מאובנים ברמת פירוט זו קיבלו כינוי מיוחד שמקורו בגרמנית: לאגרשטטה. הגורמים להשתמרות יוצאת הדופן של המאובנים בלאגרשטטה של צֶ'נְגְגְ'יָאנְג היו קו הרוחב של האתר בתור הקמבריון (בקרבה לקו המשווה), הטמפרטורה, עומק מי הים הרדוד שבמזרח יונאן בתקופת הקמבריון ומליחותם. גורם משמעותי נוסף הייתה הסביבה המחזרת דלת החמצן. משערים שבעלי החיים רבים מתו באירועים של שיטפונות עזים, בהם נשפכו כמויות מים מתוקים רבים לים או כתוצאה מתנודות בכמות החמצן המומס באזורים שבהם הייתה כמותו מינימלית. בכל מקרה הגופות נותרו שלמות ונקברו במהירות תחת משקעים לפני שהתחיל תהליך ריקבון. הרקמות הרכות נשמרו עד החלפתן בפיריט שאחר כך עבר בליה לתחמוצות ברזל. כמה מהרקמות נשמרו כסרטי פחמן.

תיארוך
תיארוך רדיומטרי של השכבות המכילות את הפאונה של צֶ'נְגְגְ'יָאנְג באמצעות איזוטופים של ארגון (Ar39-Ar40) נתן תוצאה של 530 למ"ש (לפני מיליון שנים) והערכה היא כי פאונה זו מכסה תקופה של כשני מיליון שנים. השוואה למיני מאובנים זהים באזורים אחרים בעולם מקבילה לתחילת התקופה חסרת השם הרשמי המכונה "השלב השלישי של הקמבריון" (Cambrian Stage 3), שגאולוגים רבים מכנים בשם אטדבדיאן (Atdabadian Stage), בעקבות הפאונה שנתגלתה מתקופה זו במזרח סיביר. תקופה זו מתוארכת בין 521 למ"ש ל-514 למ"ש.

מאובנים לדוגמה
נכון ל-2011 נתגלו באתר בעלי חיים השייכים לכ-200 מינים, מתוכם 160 מינים חדשים, ב-170 סוגים, מתוכם 150 סוגים חדשים, השייכים ל-16 מערכות. הטבלה להלן מציגה חלק מעושר זה.

לקריאה נוספת
 
 Fossils of the Chengjiang Maotianshan Shale - URL retrieved September 20, 2006
 Hou, Xian-Guang; Aldridge, Richard J., Bengstrom, Jan; David J. Siveter ;Feng, Xiang-Hong 2004; The Cambrian Fossils of Chengjang, China, Blackwell Science Ltd, 233 pp.
Hou Xianguag, Jan Bergstrom, Arthropods of the Lower Cambrian Chengjiang Fauna, Southwest China, Wiley, 2006, 
 
 Nudds, John; Selden, Paul (2012). Evolution of Fossil Ecosystems, Chapter Three: Chengjiang, pages 32-41 CRC Press,

קישורים חיצוניים

 Nomination file - המסמך המקורי שהגישו הסינים כהכנה לקבלת מעמד של אתר מורשת עולמית.
 Chengjiang Fossils - Maotianshan Shales
 Shixue Hu, Taphonomy and Palaeoecology of the Early Cambrian Chengjiang Biota from Eastern Yunnan, China
 The Chengjiang fauna — the oldest preserved animal community
 Chengjiang Fossil Site

הערות שוליים

אסיה: אתרים פלאונטולוגיים
סין: מאובנים
יונאן