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什么是“金釘子”?

發布時間:2023-02-20 16:18:00來源: 人民日報

  “金釘子”是定義和區別全球不同年代所形成的地層的唯一標準。一顆“金釘子”的成功獲取,標志著一個國家在這一領域的地學研究成果達到世界領先水平

  我們生活的地球,已有46億年的演化歷史,生命演化的奧秘就保存在層層巖石中。試想一下,如果把地球的年代地層,變成像歷史朝代表“唐宋元明清”一樣清晰,我們就能讀懂每個時間地層單位內所形成的巖石和相關的地質事件。

  “金釘子”是國際地層委員會和國際地質科學聯合會批準的,引用鐵路修建史上的“金釘子”一詞,將其作為劃分全球地質年代界線的時代標志。

  “金釘子”是定義和區別全球不同年代所形成的地層的唯一標準,以此解決全球地質歷史的時間對比問題。科學家將地球46億年以來的地層單位,分為“宇、界、系、統、階”5級,相應的時間單位就是“宙、代、紀、世、期”5個時期。其實每一個地質時代“金釘子”的選取很有講究,要經過對全球相關時代地層調查研究,并組織有關專家詳細調查研究和按程序投票表決。可以說,一顆“金釘子”的成功獲取,標志著一個國家在這一領域的地學研究成果達到世界領先水平。

  大美中國,山川遼闊。在神州大地尋找和建立“金釘子”,需要攻克一個個科學難題。一顆“金釘子”“入圍”的基本條件是:地層出露連續,發育完整,不存在重大的巖性、巖相變化,沒有受到后期構造作用的改造、破壞;“金釘子”剖面必須化石豐富,產有可進行區域和全球對比的多門類化石。全球范圍內研究與此時間段有關的科學問題,都要以此為標準對比;“金釘子”剖面需開展包括生物地層學在內的多學科綜合研究,并公開發表,得到國際同行的廣泛認同。最重要的是,一顆“金釘子”在全球可能有多個滿足條件的候選剖面參與競爭。我們在尊重國際規則的同時,也要將我們候選剖面的優勢呈現在國際同行面前。

  每一顆“金釘子”都有其獨特的一面。我國第一顆“金釘子”是1997年在浙江常山黃泥塘剖面所獲得的奧陶系達瑞威爾階底界“金釘子”,該“金釘子”剖面發育了豐富的筆石、牙形石、幾丁蟲、疑源類等多門類化石,特別是筆石化石,具有分布范圍廣、演化迅速、化石豐度、分異度高的特點,其中不乏具有全球對比潛力的標準化石。科學家在該剖面共識別出10個連續的筆石帶,證明了在該剖面筆石生物演化序列是連續的、完整的,不存在沉積間斷,即該剖面不存在時間段的缺失;同時該剖面的10個筆石帶也為4.70—4.58億年前的地史階段精細劃分標定了“刻度”。在這些筆石化石中,澳洲齒狀波曲筆石最終被選為達瑞威爾階底界的標志化石,它首次出現的位置,代表了地球演化過程中的一個關鍵時間節點,即距今4.67億年前的那一刻。

  如果說楔下一顆“金釘子”不容易,保護好這些珍稀地質遺跡更是一道時代難題。根據國際慣例和要求,“金釘子”所在國家和地區要允許自由進入研究和永久保護剖面。經過社會各界共同努力,我國“金釘子”所在地大多數都已成為各地質院校和油氣部門的教育實習基地,每年都有來自國內外的眾多地質學家和工作者前來參觀學習。

  地球46億年的演化進程中,發生了一系列重大地質事件,通過“金釘子”一一確立,逐漸形成了全球統一的時間框架和年代地層框架,這些“金釘子”,包括前寒武紀的全球標準地層年齡和寒武紀以來(距今5.4億年)的全球年代地層界線層型剖面和點位,共計116個。在擬建的116個“金釘子”中已建立了90個。我國已建立了11顆,成為數量最多的國家之一。

  未來“金釘子”的研究仍將繼續。隨著研究不斷深入,全球統一的時間框架和年代地層框架也會適時調整,包括待建“金釘子”的確立、已有“金釘子”的厘定、部分斷代年代地層框架的建立與調整等。目前仍有26顆“金釘子”尚未建立,建立完成全部“金釘子”還需要很長時間。隨著地質年代表的不斷完善,將提供統一的高精度的時間標尺和“通用語言”,使全球能夠在統一的時間尺度上,探討全球地質環境變化和生態保護、修復與治理,探討全球礦產資源、能源分布與富集,探討生命起源及生物與環境協同演化等,為保護地球這一人類共有的家園貢獻力量。

  (作者為自然資源部中國地質調查局武漢地質調查中心研究員,本報記者常欽采訪整理)

(責編:常邦麗)

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