在地球上有一種會“呼吸”的石頭,它們的出現(xiàn)讓萬物從此變得生機勃勃,地質(zhì)學家甚至根據(jù)它們還推斷出了彼時地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)的速度與現(xiàn)在的區(qū)別,它們就是大名鼎鼎的疊層石。讓我們一起揭開疊層石“呼吸”的奧秘。
萬物因“石”而來
38億年前,地球一片荒蕪,沒有生命跡象。空氣中幾乎沒有氧氣,還充滿著各種有毒的氣體。在距今約30億年的淺海里,開始出現(xiàn)一種低等的藻類生物,它們不斷分泌的物質(zhì)與水中捕獲的細小沙粒膠合在一起,逐漸形成了疊層石。
疊層石因縱剖面呈向上凸起的弧形或錐形疊層狀,如同扣放的一疊碗而得名。
形成疊層石的藍藻依靠光合作用不斷生長,在此過程中釋放氧氣。隨著藻類植物的繁殖和蔓延,疊層石在全球海洋中大量出現(xiàn),大量氧氣不斷破水而出,進入大氣。此后,在藻類植物和其他多種植物的共同作用下,大氣中的氧含量才逐漸接近21%??梢哉f,疊層石生成的氧氣為此后的生物進化掃清了大氣無氧的障礙,使地球逐漸演化成宜居的生命搖籃。正因如此,形成疊層石的藻類植物被認為是地球能夠進化出復雜生命的關(guān)鍵。
全身是“寶”的準化石
陽光可透射到的淺水區(qū)就是疊層石的“家”,疊層石遍布世界各地,不僅形態(tài)各異、高矮不一,“膚色”也各不相同。在陽光強烈、無機物豐富的地方,或者藍藻數(shù)量較多的地方,疊層石的“膚色”更黑。而在藍藻數(shù)量少的地方,疊層石主要由泥沙組成,“膚色”偏白。疊層石的生長速度隨海水中的碳酸鹽增多而加快,常出現(xiàn)錐形的“大個子”,反之則為矮墩墩的圓柱狀。在海水湍急的地方,疊層石的底部“傷痕”較多,形狀更怪異,而生活在風平浪靜的海域的疊層石則長得更加規(guī)整。
疊層石因為身上攜帶的信息,成為當時地球演變故事的最好記錄者。疊層石通常由暗層及亮層兩種層理交替組成,暗層是藻類植物死亡后的“尸體”和分泌物,亮層是其他沉積物質(zhì)。紋層越細密,說明環(huán)境變化得越頻繁,記錄到的信息越多。
根據(jù)疊層石白天生長、晚上停止生長的特性,可判別其生長的“日”理;根據(jù)疊層石紋理每月大潮時生長慢、低潮時生長快的特性,可區(qū)分出“月”理;根據(jù)疊層石夏季生長快、冬季生長慢的特性,又可分辨出“年”理。通過不同時代疊層石顯微紋理統(tǒng)計,可計算出億萬年前地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的周期。研究表明,20多億年前,地球平均每年有460多天,這也意味著,當時地球自轉(zhuǎn)的速度較現(xiàn)在要快得多。
疊層石是地球上最古老的“準化石”,在地質(zhì)學界常被用來劃分、對比某一地區(qū)的地層、生物,環(huán)境的演變及滅絕規(guī)律等,被海內(nèi)外地質(zhì)學家推崇為“大地的史書”。
如今的疊層石上或許早已沒有了生命的存在,但這些促使地球萬物生長的勇者,依然用它們那滄桑的身軀向人們訴說著地球寒來暑往的故事。