這是在顯微鏡下拍攝的“超微化石”（2月22日攝）。（蘇翔/新華社）

中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所蘇翔在“決心”號(hào)上進(jìn)行“超微化石”取樣（3月21日攝）。（張建松/新華社）

新華社“決心”號(hào)3月22日電 古今塵世知多少，滄海桑田幾變遷——在放大1000多倍的顯微鏡下，“決心”號(hào)上科學(xué)家讀懂了從南海海底鉆取的巖芯中“超微世界”的語(yǔ)言。

鈣質(zhì)“超微化石”顯身手

在浩瀚的海洋世界，生活著一群非常特殊的單細(xì)胞浮游藻類。

它們漂浮在200米以淺的上層海水中，依靠光合作用生長(zhǎng)；它們個(gè)頭極小，直徑僅幾微米至幾十微米，需將顯微鏡放大1000倍以上才能看到；它們數(shù)量眾多，平均1升海水中就生活了成千上萬(wàn)的“居民”；它們生命很短，多則數(shù)周，少則幾天。

然而，就在這短暫的生命里，它們能分泌許多圓盤狀的碳酸鈣“骨骼”，一片一片包裹在身體外面，像穿上了一套盔甲。這種微小的“骨骼”，科學(xué)家們稱為“顆石”，這種藻類就被稱為“顆石藻”。

當(dāng)“顆石藻”死亡后，記錄它的生命及生長(zhǎng)環(huán)境信息的“顆石”，就會(huì)慢慢沉降在大洋深處，逐漸變成化石，長(zhǎng)久保存下來(lái)。科學(xué)家將這類微小生物成因的碳酸鈣質(zhì)化石，稱為“鈣質(zhì)超微化石”。

1836年，德國(guó)自然學(xué)家克里斯汀·戈特弗里德·埃倫伯格在波羅的海呂根島白堊紀(jì)灰?guī)r中，第一次發(fā)現(xiàn)了鈣質(zhì)超微化石。此后，隨著顯微鏡技術(shù)發(fā)展和深海鉆探的開展，鈣質(zhì)超微化石越來(lái)越受到重視。由于具有演化快、分布廣、全球可對(duì)比性好、樣品制作簡(jiǎn)單、鑒定速度快等優(yōu)點(diǎn)，鈣質(zhì)超微化石在生物地層鑒定和古海洋學(xué)研究中大顯身手。

正在進(jìn)行的第三次南海大洋鉆探IODP367航次中，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所蘇翔和意大利帕維亞大學(xué)克羅蒂亞·盧比，負(fù)責(zé)鈣質(zhì)超微化石地層鑒定工作。

親歷南海“翻天覆地”大事件

在每一管巖芯最底部的鉆頭樣品中，蘇翔和克羅蒂亞只需用牙簽挑起一點(diǎn)點(diǎn)沉積物，然后涂片、封片、固定，僅幾分鐘時(shí)間就可制成超微化石玻片。放在顯微鏡下觀察，尋找超微化石標(biāo)志性屬種，進(jìn)行地層定年。

“鑒定工作開始很順利，在第一個(gè)鉆探站位的第一管巖芯中，我們就發(fā)現(xiàn)了一個(gè)生活在29萬(wàn)年前的標(biāo)志性屬種，從而可判斷第一管巖芯是小于29萬(wàn)年的中晚更新世沉積物。”蘇翔介紹說，“但是，隨著鉆孔越來(lái)越深，超微化石越來(lái)越難找。”

這是因?yàn)殂@探海域水深有3770米，在南海的這個(gè)深度，碳酸鹽極易溶解、很難保存，鈣質(zhì)超微化石受到很大影響，很多化石都“缺胳膊少腿”，保存得很不完整。

“但從第六管巖芯開始，超微化石又變得健康完美。在顯微鏡下，個(gè)個(gè)結(jié)實(shí)飽滿、數(shù)量眾多、密密麻麻。地層年齡上，從40萬(wàn)年直接跳到300萬(wàn)年左右。變化之大，著實(shí)令我們吃驚。”蘇翔說。

這種不正常的現(xiàn)象，在鉆孔中從50米一直持續(xù)到110米左右。直到第12管巖芯才恢復(fù)到正常狀態(tài)，超微化石指示的年齡在70至80萬(wàn)年。

“這種‘新-老-新’交錯(cuò)的地層年齡，在正常沉積過程中是不可能出現(xiàn)的。然而，超微化石用它們的親身經(jīng)歷告訴我們：這里一定發(fā)生了一次翻天覆地的大事，徹底改變了地層面貌。此后，船上沉積學(xué)家也判斷這是一個(gè)巨大的滑塌體，這些沉積物都是從其它地方整體搬運(yùn)過來(lái)的。”蘇翔說。

在南海海底書寫“地層小說”

隨著鉆探不斷深入，超微化石的世界越來(lái)越豐富多彩，個(gè)體差異也越來(lái)越大。既有2至3微米的“小網(wǎng)床石”,也有直徑20多微米的“盤星石”；它們的身材有胖有瘦，個(gè)頭有高有矮，形狀有圓形、橢圓形、五角星形、六角星形等。

“在超微世界的江湖里，每一個(gè)超微化石屬種就好像一個(gè)武林門派。各個(gè)門派從創(chuàng)立到興盛再到衰落，在地層的歷史舞臺(tái)上，輪流坐莊，你方唱罷我登場(chǎng)，好不熱鬧。”蘇翔形象地說，“對(duì)超微世界越了解，就越覺得每天在顯微鏡下看到的，不是一枚枚枯燥化石，更像是閱讀一部用它們語(yǔ)言書寫的、跌宕起伏的武俠小說。”

精彩的小說都會(huì)在結(jié)尾留下許多懸念。在此次南海大洋鉆探的第一個(gè)站位，超微化石書寫的這部“地層小說”亦是如此。

在距今大約2000多萬(wàn)年的地層之下，鉆取出來(lái)的是一段段顏色和巖性都高度變化的沉積層。既有紅色泥巖，也有灰綠色角礫巖，有的中間還“鑲嵌”著花蕊般的礦物結(jié)核。超微化石的保存狀況和組合變化都很大，所指示的地層年齡更是復(fù)雜。短短幾米的沉積，時(shí)間跨度高達(dá)近1000萬(wàn)年。在這些復(fù)雜的沉積之下，緊接著長(zhǎng)達(dá)150米的礫石層，再也沒有找到一枚超微化石了。

“這就像眾多幫派云集、群雄爭(zhēng)霸的武林大會(huì)。各個(gè)門派紛紛登臺(tái)亮相，比試完了精彩武功后，便一起金盆洗手、隱退江湖，從此不再過問世事。令人無(wú)限唏噓，充滿遐想。”蘇翔說，“究竟是什么原因造成超微化石有如此巨大的變化？是沉積環(huán)境的演變?還是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響？這些科學(xué)之謎，都有待深入研究，尋找答案。” （記者 張建松）

滄海桑田幾變遷——南海海底"超微世界"的語(yǔ)言

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