地理縱橫

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疊層石
發布時間:2020-08-07     作者:   來源:山西地質博物館   分享到:

當您來到山西地質博物館“穿越時空”展廳,能看見一塊叫作“疊層石白云巖”的標本。雖然從外表很難看出它有什么特別之處,可是,您知道嗎?在遙遠的二十二億年前,它曾經積極參與了地球的演化。正是它的出現,使地球充滿生機。另外,地質學家根據它竟然能推斷出當時地球自轉和公轉的速度與現在不同。一塊小小的石頭蘊藏著這樣的秘密,是不是激起了您的好奇心?那么接下來,我將帶您了解其中奧秘。

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二十多億年前,地球一片荒蕪,極少有生命跡象。但是,在清澈的淺海里就生活著一種低等的藍藻類生物。這些藍藻不斷分泌物質捕獲水中的細小沙粒,并與它們逐漸膠合在一起。因為周圍沒有明顯的海浪或海流,這些藻類便世世代代在一個固定地方一層疊一層向上生長,形成層疊生長的花紋,所以這樣形成的巖石就叫作疊層石。疊層石花紋中的暗色層是藻類植物死亡后的尸體和分泌物,花紋中明亮的部分是其他沉積物質。這樣的紋層越細密,說明環境變化得越頻繁,記錄的信息越多。

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形成疊層石的藍藻依靠光合作用維持生命并不斷生長,在此過程中會釋放出氧氣。隨著藻類植物的繁殖和蔓延,全球海洋中疊層石大量出現,大量的氧氣不斷破水而出,進入大氣中。此后,經歷了二十多億年的時間,在疊層石和其他多種陸生植物共同作用下,大氣中的氧含量才逐漸接近21%。氧氣的存在,使地球不再被火山氣體所覆蓋,為地球孕育高等生命掃清了障礙,生命史更復雜的下一章才得以開始,地球才逐漸演化成宜居的生命搖籃。正因如此,疊層石才被認為是地球能夠進化出復雜生命的關鍵。

疊層石生長在陽光可透射到的淺水區,有白天生長晚上停止的生長紋理,由此可判別其生長的“日”理;紋理每月大潮時生長慢,低潮時生長快,又可區分出“月”理;每年夏季光照足而生長快,冬季光照弱而生長慢,又可分辨出“年”理。通過不同時代疊層石顯微紋理統計,可計算出二十多億年前地球自轉與公轉的周期。地質學家對五臺山區滹沱群疊層石的研究表明,二十多億年前地球平均每年有460多天,也就是說當時地球自轉的速度比現在快得多。

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