2010年11月20日自然博物館講解教案

古爬行動物廳 一、恐龍簡介。 恐龍生活在距今2億3500萬年至6500萬年前，至少有650至700多種類，體形、習性相差很大。大的有幾十頭大象那么大，小的跟雞差不多；有吃植物的、有吃動物的，還有葷素都吃的雜食性恐龍�？铸堉�配地球陸地生態(tài)系統(tǒng)達一億五千萬年，是第二地球歷史“霸主”，之前的一種簡單生物三葉上曾統(tǒng)治世界三億年。   二、第一塊恐龍化石的發(fā)現。 “dinosaur”這一名詞是1842年英國古生學家查理德·歐文創(chuàng)建的，他是倫敦自然史博物館的創(chuàng)始人。但第一塊被正式認定為恐龍的化石卻是由一個叫曼德爾的英國鄉(xiāng)村醫(yī)生發(fā)現的，曼德爾醫(yī)生十分投入于古生物研究，1822年他的太太在散步時，從一堆碎石中看到一塊棕色的小胡桃那么大小的石頭，認為這是一塊動物的骨頭，就撿回來交給了丈夫，曼德爾認為這是一個牙齒，來自白堊紀的食草動物，這動物有幾十米長，他給它命名為“禽龍”。 但曼德爾醫(yī)生的個人命運卻堪稱悲慘，后來他因為化石收藏花掉了大部分收入，有一段時間他將自己的家作為博物館收費開放，又覺得有損紳士形象，就改為免費，結果成百上千的人擁來，使他無法再行醫(yī)，只得變賣化石生活，妻子和四個孩子離他而去。他也從鄉(xiāng)下搬到倫敦，但他的學術成果被歐文抹殺，又遭遇了車禍，脊椎變形，死后這根變形的脊椎又被歐文收藏保管。但幸運的是，今天我們在博物館里，依然看到了他的名字，還記得他。   三、化石是怎樣形成的。 你要知道，生物要變成化石幾乎是不可能的。有99.9%以上的生物死后，身上的每一個分子都會被啃掉或沖走。 比如，一頭牛要變成化石，首先得死在合適的地方，倒在花崗巖上就不行了，因為地球上只有15%的沉積巖能保存化石。牛要埋在沉積物里，在那里留下一個印子，或者在不接觸氧氣的情況下腐爛，讓骨頭里的分子由溶解的礦物質取而代之，按原件創(chuàng)造出一個石化的版本。接下來，牛化石開始接受來自地球運動的擠壓、折疊和推動，得幸運地保持一種可能被識別的牛的形狀，這也幾乎是不可能的。最后，在蔵匿了幾十萬甚至幾百萬年后，還得非常幸運地被人發(fā)現，認出是值得收藏的化石。 太難了！所以，在每十億根骨頭中，只有大約一根能變成化石。這是什么概念呢，中國有13億人，每人有206塊骨頭，我算過了，最后能變成化石的，不會超過280根。 另外，我們掌握的化石記錄是不平衡的，大多數陸生動物不會死在沉積物里，所以我們的化石里，有超過95%是海生動物化石。我們看到的恐龍化石很珍稀噢。   四、恐龍是怎樣滅絕的。 6500萬年前，恐龍這種生命巨無霸被從地球上一下抹掉了，一定是發(fā)生了什么驚天動地的大事，沒錯，太空中的一顆行星撞擊了地球，恐龍遇到了滅頂之災。 科學家是這樣發(fā)現這一點的。40年前，在美國哥倫比亞大學的一個意大利人，沃爾特·阿爾瓦雷斯做野外考察時，對一層位于地殼KT界，就是白堊紀和第三紀分界線上的6毫米左右的淡紅色黏土發(fā)生了興趣，他的父親是個核物理學家，得到60年代的物理學諾貝爾獎，他突然想到，這層土可能是來自外太空的塵埃。如果這樣的話，里面會有一種太空元素銥。他們把樣品送到了伯克利實驗室做了中子活化分析，在一個小型板反應堆里用中子轟擊樣品，再仔細計算釋放出來的Y射線，得出了結論，樣品里的銥數量超過正常超300倍，這說明，在恐龍滅絕的時間點上，外太空的巨大星體撞擊了地球。1991年這個撞擊現場被找到了，在美國新奧爾良向南950公里處，一個寬193公里，深48公里的大坑。 知道行星撞擊地球的力量有多大嗎？1994年，人類用哈勃太空望遠鏡觀測到了行星撞擊木星，小山大小的行星在木星表面撕裂了一個地球般大小的傷口。 那行星為什么會撞上地球呢？我們來想象一下，我們假設地球的運轉軌道是一條馬路，上面只有我們一輛汽車行駛，便這條馬路經常有行人穿過，他們不看路，我們也看不見他們，是不是很容易相撞。但不巧的是，有2000顆大的足以滅掉人類文明的行星經常地穿越我們的軌道。第一顆危險的小行星是在1991年被發(fā)現的，那時它剛在17萬公里處與地球擦肩而過，這個距離對太空來說，的確是算得上幸運地擦肩而過，就像我站在這里，向你開了一槍，子彈鉆進了袖子，竟然沒有傷到你的胳膊。 你有沒有想過，如果有一天小行星撞上了地球，會發(fā)生什么事情？美國地質勘測局的科學家通過考察過去的撞擊現場，計算釋放的能量，得出了結論： 小行星進入大氣層后，速度之快，讓下面的大氣來不及讓路，會像自行車打氣筒里的空氣那樣被壓縮，下部的氣體溫度馬上升高到6萬攝氏度，大概是10倍于太陽表面的溫度。小行星抵達我們大氣層的剎那，所經之處的一切都會坍塌，人、建筑物、道路、車都會像氣球薄膜那樣在烈火中消失； 一秒之后，行星撞擊地球表面，小行星本身頓時化成蒸汽，發(fā)生爆炸，炸掉1000立方公里的巖石、泥土和過熱的氣體。方圓250公里之內，大概相當于六環(huán)路以內的地區(qū)里，沒有被熱死的人和生物會在爆炸中死于非命。第一輪沖擊波幾乎會以光的速度向外輻射，橫掃一切。 六環(huán)之外的人，第一個感覺會是一道從沒見過的炫目的閃光，一兩分鐘后，一片翻滾的黑幕以每小時幾千公里的速度向前推進，擋住了整個視野，直達九天云霄，怪異的是，它是無聲的，因為它移動的速度超過了聲速。不出幾分鐘，整個中國華北地區(qū)會被夷為平地，所有生物都會死亡。假如在離北京1500公里之處站了一個人，他會被一陣飛彈擊倒在地，撕成碎片。1500公里外，第一輪沖擊波的破壞程度逐漸減小。 接下來，撞擊會引發(fā)地地震、火山噴發(fā)、海嘯，不出一小時，整個地球會一片漆黑，第一天過去，15億人會失去生命。 撞擊產生的煙灰和大火持續(xù)數月之久甚至數年之久，改變了地球氣候，打亂了生命周期，地球上滅絕的生物會更多。2001年，加州理工學院的研究分析出，造成恐龍滅絕的撞擊影響地球的氣候達1萬年左右，可以想象，那是一次多大的撞擊，恐龍滅絕也就不足為怪了。 當然，恐龍也留下了一個后代，就是鳥類。并且，恐龍的滅絕為哺乳動物的出現掃清了障礙，地球慢慢恢復了元氣，進入到哺乳動物的時代，你我才得以出現在這里。   古哺乳動物廳 參觀猛犸象，回憶《冰河世紀》里的情節(jié)。 請同學們試著回答一下，現在地球陸地上生存的，體重超過1000公斤的動物有哪些？發(fā)獎品。答案：大象、河馬、犀牛、長頸鹿。 而在兩百萬年前，像猛犸象這樣的陸生大家伙有很多，因為那時地球上的氧氣含量是35%，而現在是20%，這是那些同位素地球化學家研究出來的，他們比照了各個時期的化石，比如蝸牛的殼中氧元子和碳元子的含量比例，得出的結論。那么豐富的氧氣，所以那時的動物和植物都有一個特點，就是個兒都長瘋了，很大很大。但是很快，人類出現了，他們以這些大動物為食，很多猛犸象成了人類的肉排。 比體重，提問“倍”的概念，發(fā)獎品。 生命起源廳 一、 宇宙大爆炸。 提問：我們生活在哪里？地球又在哪里？宇宙又來自哪里。發(fā)獎品。 137億年前，宇宙從無到有，我們來想象一下，在一片虛空中，只有一個很小很小，幾乎小到沒有的點，科學家叫它奇點，突然之間，一個光輝時刻來到了，奇點爆炸了，有了天地之大，第1秒鐘，產生了引力和其他力，不到1分鐘，宇宙的直徑有了1600萬億公里，而且還在不斷擴大，3分鐘以后，98%的物質誕生了，我們有了一個宇宙。而這一切，就是你們課間休息的五分之一的時間里發(fā)生的。爆炸會留下一種宇宙背景輻射，穿過茫茫宇宙，會以微波的形式來到地球。你找到了這種微波，你就找到了宇宙的邊緣。 而這一理論的證明是個有趣的過程。1965年，美國貝爾實驗室的兩個年青人想要使用一根大型通信天線，但他們總是受到一種咝咝聲的干擾，他們一年時間里想了各種辦法都沒法把噪音去除，最后打電話求教50公里外的普林斯頓大學的迪克，迪克告訴他們，那就是普林斯頓大學一直在找的宇宙邊緣的輻射。后來，《天體物理學》雜志發(fā)表了兩篇文章，貝爾實驗室的兩個幸運者講述了發(fā)現輻射的過程，普林斯頓大學的文章解釋了他的性質，雖然那兩個幸運者并不太明白自己發(fā)現了什么，甚至是從〈紐約時報〉上看到了這一發(fā)現的意義，便他們還是獲得了1978年的諾貝爾物理獎，而普林斯頓大學獲得了大家的同情。 其實，同學們也見過這種宇宙本底輻射，就是你在看電視的時候，如果把電視調到接收不到信號的頻道，你看到的鋸齒形靜電中，有1%就是由古老的宇宙爆炸殘留物造成的。記住，下次你報怨接收不到電視圖像時，你可以靜下來觀賞宇宙的誕生。   二、 寒武紀生命大爆發(fā)。 單細胞的生物在30多億年前出現在地球上，但20多億年過去， 它們毫無動靜，直到六億年前的寒武紀，生命的形式多樣化起來，被稱為生命大爆發(fā)。 那是多久以前的事呢，如果我變魔術，給你會飛越時間的魔力，讓你1秒鐘就能飛越1年的話，那么恭喜你，半個小時候，你會抵達耶穌的年代，三個星期后你返回人類起始的時刻，但是，你要20年才能飛回寒武紀，那真是很久很久之前了。 在恐龍廳，我講過，化石是很不容易保存下來的，那么，作為寒武紀生命大爆發(fā)證據的化石為什么這么豐富呢，我們不得不提到著名的布爾吉斯頁巖。這里儲藏了數不勝數的寒武紀時期的動物化石。這是怎么回事呢。 1850年，一個叫沃爾科特的古生物學家在美國紐約附近出生，很小時他父親就死了，家境貧窮，便他發(fā)現自己具有尋找化石的本領，尤其是三葉蟲，他收藏了一大堆相當不錯的標本，后來哈佛大學博物館買了他的標本，這個男孩兒發(fā)了筆小財，相當于今天的30萬人民幣，勉強接受完了中學教育，但他在科學方面完全是自覺成才，成了三葉蟲方面的權威。29歲那年，他就職于美國地質調查局，15年內他升到了局長的位置�，F在我們還記得他，就是因為他發(fā)現了布爾吉斯頁巖。1909年，他和妻子在加拿大的洛基山脈內騎馬，他妻子的馬在碎石上滑倒了，他去攙扶妻子，無意間發(fā)現馬將一塊巖石翻了個，里面有一種罕見的甲殼綱動物化石。天正下著雪，他們無法久留，便第二年一有機會他就回到了那里，在山頂找到了那片后來被命名為布面爾吉斯頁巖的化石群。原來5億年前，布爾吉斯頁巖形成的時候，是在一座懸

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