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叠层石
发布时间:2020-08-07     作者:   来源:山西地质博物馆   分享到:

当您来到山西地质博物馆“穿越时空”展厅,能看见一块叫作“叠层石白云岩”的标本。虽然从外表很难看出它有什么特别之处,可是,您知道吗?在遥远的二十二亿年前,它曾经积极参与了地球的演化。正是它的出现,使地球充满生机。另外,地质学家根据它竟然能推断出当时地球自转和公转的速度与现在不同。一块小小的石头蕴藏着这样的秘密,是不是激起了您的好奇心?那么接下来,我将带您了解其中奥秘。

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二十多亿年前,地球一片荒芜,极少有生命迹象。但是,在清澈的浅海里就生活着一种低等的蓝藻类生物。这些蓝藻不断分泌物质捕获水中的细小沙粒,并与它们逐渐胶合在一起。因为周围没有明显的海浪或海流,这些藻类便世世代代在一个固定地方一层叠一层向上生长,形成层叠生长的花纹,所以这样形成的岩石就叫作叠层石。叠层石花纹中的暗色层是藻类植物死亡后的尸体和分泌物,花纹中明亮的部分是其他沉积物质。这样的纹层越细密,说明环境变化得越频繁,记录的信息越多。

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形成叠层石的蓝藻依靠光合作用维持生命并不断生长,在此过程中会释放出氧气。随着藻类植物的繁殖和蔓延,全球海洋中叠层石大量出现,大量的氧气不断破水而出,进入大气中。此后,经历了二十多亿年的时间,在叠层石和其他多种陆生植物共同作用下,大气中的氧含量才逐渐接近21%。氧气的存在,使地球不再被火山气体所覆盖,为地球孕育高等生命扫清了障碍,生命史更复杂的下一章才得以开始,地球才逐渐演化成宜居的生命摇篮。正因如此,叠层石才被认为是地球能够进化出复杂生命的关键。

叠层石生长在阳光可透射到的浅水区,有白天生长晚上停止的生长纹理,由此可判别其生长的“日”理;纹理每月大潮时生长慢,低潮时生长快,又可区分出“月”理;每年夏季光照足而生长快,冬季光照弱而生长慢,又可分辨出“年”理。通过不同时代叠层石显微纹理统计,可计算出二十多亿年前地球自转与公转的周期。地质学家对五台山区滹沱群叠层石的研究表明,二十多亿年前地球平均每年有460多天,也就是说当时地球自转的速度比现在快得多。

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