【科研小札】比尔·贝瑞与地质时间构建

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【科研小札】比尔·贝瑞与地质时间构建

科学

2024-01-10 16:01

概念

科学家可以验证过去很久、距离很远、无法直接观察的观点。

图：古生物学家比尔·贝瑞

你正在溪流岸边探索，注意到几层岩层露出水面。你或许想知道：这岩层究竟有多大年龄？

科学家获知岩层年龄有几种方法，其中一种利用索引化石（index fossils）。索引化石是分布广泛且仅在非常特定时期的岩石中发现的化石。科学家可以利用索引化石来确认并标记岩层以及相应的地质时代年龄。例如，一种特定类型已经灭绝的蛤（来自 Venericardia属）是始新世时期的索引化石。如果回头看一下溪床上的岩层，会发现其中一层含有这种蛤的化石，就能知道该岩层的历史可以追溯到始新世，距今33.9至5600万年。其上下岩层的年龄，也可以由此推算。

图：典型的索引化石。始新世时期及对应的索引化石Venericardia属蛤在第二行。

古生物学家比尔·贝瑞利用加州大学古生物学博物馆的化石藏品，找到了一种新的索引化石。贝瑞研究了笔石（graptolites）。它们在古代海洋中很可能是群居的，是滤食性动物，类似于它们现存的近亲翼鳃类半索动物（the pterobranch hemichordates）。笔石的化石记录，类似铅笔划痕的细长痕迹，因此得名“笔石”，而这些实际上属于它们的的寄居部位（colonial housing structure “tubarium”）。尽管笔石长得不像人类，但它们是当今脊椎动物的远亲——而人类就是脊椎动物。

图：左边是对活笔石的重构。右边是贝瑞的笔石（Orthograptus），生活在志留纪早期，距今约4.4亿年。

大约430至4.16亿年前，地质时期是志留纪时期（Silurian Period），笔石在地球的海洋中繁盛。贝瑞检查不同笔石种类的形状和大小，比较不同岩石层中的笔石种类。他发现，某些笔石种类仅在特定层中发现。贝瑞意识到，这些笔石物种是完美的索引化石，他利用这些信息来标记志留纪地质时期的亚单位。

约4.2亿年前还没有人类。我们也无法回到那个时候的古代海洋去观察到我们人类的表亲——笔石。但今天的科学家可以利用化石来鉴定特定岩层的形成时间，并获得很久以前的进化与生态事件的信息。贝瑞的发现，改变了古生物学家一直以来关于志留纪时期的观点。而这，要归功于他的详细研究以及博物馆大量化石收藏。

图：贝瑞的另一种可作为索引化石的笔石（Cyrtograptus murchisoni），生活在志留纪的文洛克时代（Wenlock Epoch），距今4.33亿年到4.27亿年。

Understanding Science. 2017. University of California Museum of Paleontology. 3 January 2017 <http://www.understandingscience.org>.

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Citation

UC Berkeley News - Memorial to William Berry, Retrieved from https://news.berkeley.edu/2011/06/01/paleontologist-and-sustainability-advocate-bill-berry-dies-at-79/
Berry, W. B. N. (1987). Growth of a prehistoric time scale (revised edition): Palo Alto.
Berry, W. B., & Boucot, A. J. (Eds.). (1970). Correlation of the North American Silurian rocks (Vol. 102). Geological Society of America. Link to Google Book
Maletz, J. (2017). Graptolite paleobiology. John Wiley & Sons. Link to Google Book
UCMP Stories from the Fossil Record - Page 5 - Index Fossils. Retrieved from https://ucmp.berkeley.edu/education/explorations/tours/stories/middle/G5.html

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