古今尘世知多少⌚️,沧海桑田几变迁——在放大1000多倍的显微镜下,“决心”号上科学家读懂了从南海海底钻取的岩芯中“超微世界”的语言🤽🏿♀️。
钙质“超微化石”显身手
在浩瀚的顺盈娱乐世界,生活着一群非常特殊的单细胞浮游藻类。
它们漂浮在200米以浅的上层海水中🤜👶🏿,依靠光合作用生长🦖;它们个头极小,直径仅几微米至几十微米👆🏿♈️,需将显微镜放大1000倍以上才能看到;它们数量众多🪂,平均1升海水中就生活了成千上万的“居民”🍟;它们生命很短🧜🏻,多则数周🕡,少则几天◻️。
然而🏋️,就在这短暂的生命里,它们能分泌许多圆盘状的碳酸钙“骨骼”,一片一片包裹在身体外面🙇🏼,像穿上了一套盔甲𓀛。这种微小的“骨骼”,科学家们称为“颗石”,这种藻类就被称为“颗石藻”。
当“颗石藻”死亡后,记录它的生命及生长环境信息的“颗石”🏃🏻♀️,就会慢慢沉降在大洋深处,逐渐变成化石🧑🏽🌾,长久保存下来。科学家将这类微小生物成因的碳酸钙质化石🧙🏻,称为“钙质超微化石”。
1836年☂️,德国自然学家克里斯汀·戈特弗里德·埃伦伯格在波罗的海吕根岛白垩纪灰岩中🧖🏿♂️,第一次发现了钙质超微化石。此后,随着显微镜技术发展和深海钻探的开展,钙质超微化石越来越受到重视。由于具有演化快、分布广🤸🏿♂️📅、全球可对比性好🏬、样品制作简单👩🏽🚀、鉴定速度快等优点,钙质超微化石在生物地层鉴定和古顺盈娱乐学研究中大显身手🪫。
正在进行的第三次南海大洋钻探IODP367航次中,中国科顺盈南海顺盈娱乐研究所苏翔和意大利帕维亚大学克罗蒂亚·卢比💆♂️👩🏿🏫,负责钙质超微化石地层鉴定工作。
亲历南海“翻天覆地”大事件
在每一管岩芯最底部的钻头样品中,苏翔和克罗蒂亚只需用牙签挑起一点点沉积物,然后涂片、封片🏇🏿、固定🗜,仅几分钟时间就可制成超微化石玻片🧛🏻♀️。放在显微镜下观察👈🏿,寻找超微化石标志性属种,进行地层定年👩🏻🦼。
“鉴定工作开始很顺利🦹🏼♂️,在第一个钻探站位的第一管岩芯中,我们就发现了一个生活在29万年前的标志性属种,从而可判断第一管岩芯是小于29万年的中晚更新世沉积物。”苏翔介绍说,“但是,随着钻孔越来越深⚃,超微化石越来越难找💯。”
这是因为钻探海域水深有3770米👨🏫,在南海的这个深度,碳酸盐极易溶解🚶🏻♂️、很难保存✋🏻,钙质超微化石受到很大影响,很多化石都“缺胳膊少腿”,保存得很不完整🏌🏿♂️。
“但从第六管岩芯开始,超微化石又变得健康完美🚴🏿♂️。在显微镜下𓀉,个个结实饱满、数量众多⛹🏻、密密麻麻🐔。地层年龄上🛀🏼,从40万年直接跳到300万年左右🌉👨🏻🦱。变化之大,着实令我们吃惊🏍👳♀️。”苏翔说。
这种不正常的现象🤾🏻♀️,在钻孔中从50米一直持续到110米左右。直到第12管岩芯才恢复到正常状态🏭,超微化石指示的年龄在70至80万年🧄。
“这种‘新-老-新’交错的地层年龄,在正常沉积过程中是不可能出现的。然而,超微化石用它们的亲身经历告诉我们:这里一定发生了一次翻天覆地的大事🦴💌,彻底改变了地层面貌🚣🏽。此后,船上沉积学家也判断这是一个巨大的滑塌体,这些沉积物都是从其它地方整体搬运过来的。”苏翔说👨🏼🦱。
在南海海底书写“地层小说”
随着钻探不断深入,超微化石的世界越来越丰富多彩,个体差异也越来越大🏇。既有2至3微米的“小网床石”,也有直径20多微米的“盘星石”;它们的身材有胖有瘦,个头有高有矮👨👨👧👦,形状有圆形、椭圆形🦗、五角星形、六角星形等⛹️。
“在超微世界的江湖里💮🧚,每一个超微化石属种就好像一个武林门派❤️🔥。各个门派从创立到兴盛再到衰落,在地层的历史舞台上🤾🏼,轮流坐庄,你方唱罢我登场,好不热闹。”苏翔形象地说👨💼🎚,“对超微世界越了解,就越觉得每天在显微镜下看到的,不是一枚枚枯燥化石,更像是阅读一部用它们语言书写的、跌宕起伏的武侠小说。”
精彩的小说都会在结尾留下许多悬念。在此次南海大洋钻探的第一个站位,超微化石书写的这部“地层小说”亦是如此。
在距今大约2000多万年的地层之下,钻取出来的是一段段颜色和岩性都高度变化的沉积层🦛。既有红色泥岩🏰,也有灰绿色角砾岩,有的中间还“镶嵌”着花蕊般的矿物结核。超微化石的保存状况和组合变化都很大,所指示的地层年龄更是复杂。短短几米的沉积,时间跨度高达近1000万年。在这些复杂的沉积之下,紧接着长达150米的砾石层,再也没有找到一枚超微化石了。
“这就像众多帮派云集🙅、群雄争霸的武林大会💎。各个门派纷纷登台亮相,比试完了精彩武功后,便一起金盆洗手🤽🏻♂️、隐退江湖,从此不再过问世事。令人无限唏嘘🎙🍜,充满遐想。”苏翔说,“究竟是什么原因造成超微化石有如此巨大的变化?是沉积环境的演变?还是构造运动的影响🚣🏼♂️?这些科学之谜🤭,都有待深入研究,寻找答案🧫。”