绚丽多彩3000万年:有孔虫讲述的“南海神话”

新华社 2017/3/16

新华社“决心”号3月15日电 如果将深海沉积看作是一部记录南海历史卷帙浩繁的巨著,小小的有孔虫就是这部巨著的“书签”。这种在地球上已生活5亿年的单细胞动物,对海洋环境变化极为敏感,每一个属种都有独特的“生命曲线”,从而成为科学家确定深海沉积年龄的“标签”。

由我国科学家主导的第三次南海大洋钻探,目前已完成第一个钻探站位的工作。在南海北部3770米深的海水下,“决心”号顺利钻取海底1081米深的钻孔岩芯。在这些岩芯样品中,船上科学家已寻找到3000万年前生活在南海的有孔虫。

3000万年的漫长岁月,有孔虫讲述了怎样的南海故事?

在“决心”号的显微镜下,来自北京大学地球与空间科学学院史前生命与环境研究所的黄宝琦已经与南海有孔虫展开了一个月的“对话”。

“钻探刚开始,在第二管岩芯样品中,我们就发现了一种名叫‘红拟抱球虫’(Globigerinoides ruber pink)的浮游有孔虫。这位美丽的小姐生前最喜欢穿粉红色碳酸盐质的衣服,在南海、印度洋、太平洋的海域,她最早出现时间距今约40万年;但在12万年前,不知何故突然香消玉殒。”黄宝琦介绍说。

正当科学家们将南海地层确定在40万年序列的时候,连续的“地层画卷”突然被“撕裂”:有孔虫样品中发现了近400万年前的属种组合。

“从40万年瞬间跳跃到400万年,这期间到底发生了什么?间断?滑塌?当时我们的内心都充满了疑惑。”黄宝琦说,“直到钻到100多米的海底沉积后,正常的层序又恢复了,大家的思路豁然开朗:原来这是一个巨厚的滑塌体,突然闯入了正常的沉积系列,400万前的有孔虫属种就保存在滑塌体中。”

随着钻孔越钻越深,南海的深部世界变得更加“动荡”。原地的深海粉砂和黏土中,夹杂着不知从何处而来的浅海细砂,粉砂和泥,各种组分在岩芯中“你方唱罢我登场”,进一步增加了生物地层研究的难度。

黄宝琦和来自中科院南海所的向荣、日本岛根大学的古泽明辉,轮流值班、艰难寻找。他们将显微镜的放大倍数从10倍一直增加到80倍,终于在成分混杂的岩芯样品中,寻找到一些有效的地层标志种,标志着沉积年代从“更新世”进入到“晚上新世”。

钻到海底700多米时,仿佛一夜之间,整个南海环境发生了翻天覆地的变化。海底中氧气充足,原有的黏土矿物被氧化成漂亮的红色,其间点缀着成千上万的白色有孔虫。原来,再次在南海发现了“大洋红层”。

“大洋红层”岩芯比较坚硬。黄宝琦他们将岩芯磨碎,用双氧水加热,熬成浓浓的“巧克力奶茶”后,再用63微米孔径的筛子过滤,更多更大的有孔虫就呈现在显微镜下。它们表面粗糙、个体大、特征明显。有一种拉丁文名叫“Globiquadrina binaiensis”的有孔虫属种,在这个地层中一闪而过,成为进行定年的“标志性面孔”。

“大洋红层”之下,岩芯样品中还出现了深海的矿物结核,有孔虫的壳体也出现了变形和溶解,沉积样品的异地搬运特征明显,地层的年龄再次变得扑朔迷离。

恰在此时,一粒尘埃大小的有孔虫在80倍的显微镜下“登台亮相”。它就像一个可口的“奶油冰激凌”,拉丁文名叫“Tenuitellinata juvenilis”,在南海最早出现的时间大约在3000万年前。

一起“登场”的,还有一种像“小麦穗”的有孔虫属种,拉丁文名叫“Chiloguembelina cubensis”。它生活的年代与“奶油冰激凌”差不多。两种“标志性面孔”组合出现,可以判断地层年龄在3000万年。

“深海如此神奇,有孔虫如此美丽,时常唤起我内心深处的无限想象,仿佛自己可以像神话一般,跨越圈层、穿越时空、自由驰骋。这也是我为什么迷恋海洋微体古生物学的原因。”黄宝琦说。 (记者 张建松)

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