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[百家杂谈] 为何只有白垩纪沉积了大量白垩?

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发表于 2022-8-4 05:00 PM | 显示全部楼层 |阅读模式


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为何只有白垩纪沉积了大量白垩?

作者 / 一寸虫
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谁能想到小小的粉笔中竟然隐匿着亿万年前的地质历史?

很长一段时间以来,制作粉笔的主要制作材料是白垩矿石,白垩是一种雪白的微型藻类化石,在其中隐藏着什么秘密呢?

英国西南部的苏塞克斯海岸附近游客经常络绎不绝,因为此处有着着名的“白色悬崖”,海水不断地侵蚀着崖壁,将白色悬崖上的石灰岩(白垩)卷入海中。

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白垩又称白土,属于石灰岩,有着密度小、质量轻、质地软等特性,工业用途极广,是制作生石灰和水泥的原料之一,也作为重要的粉刷材料,在 1800 年至 1930 年期间,一直是制作粉笔的主要材料。

在很长一段时间内,欧洲教师都对来自此地的白垩粉笔给予了极高的评价,和石膏粉笔相比,白垩粉笔的粉尘更少,且手写感觉更加丝滑和流畅。

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如此多的白垩矿石经常形成了几十米高的悬崖,它们从何而来?白垩的形成原理较为简单,它们是浮游生物的外骨骼化石,这种浮游生物叫做“颗石藻”。

在 1840 年,德国科学家艾伦博格第一次细致地研究了白垩中的微生物化石。1860 年,英国科学家赫胥黎在大西洋底的沈积物中也发现了同种成分的白垩化石,赫胥黎将此微生物命名为颗石藻。

随着研究的深入,科学家们发现颗石藻不单单存在于白垩化石中,它们几乎遍布全球的热带海洋表面,分布十分广泛。

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颗石藻非常小,小到不能用肉眼观察到,它的直径只有几微米,几百个颗石藻排列在一起的宽度,才勉强达到一枚缝衣针穿线孔的宽度,想要观察到颗石藻,就必须借助电子显微镜的帮助。

颗石藻的结构也非常简单,其表面的石球壳是由双层的甜甜圈状钙板组成,钙板的主要成为为方解石晶体碳酸钙。

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正常的颗石藻是由几十片钙板包裹成的石球壳组成的,除了甜甜圈形,还包括矩形、菱形、喇叭形等形状,和硅藻一样,颗石藻也是利用这些坚硬的外壳来保护自己。

要知道,藻类并不是无敌的,海洋中的噬菌体除了可以吞噬细菌,一些微小的藻类也在其食谱之上,但颗石藻凭借其坚硬的石球壳保护里面的细胞,可以抵御噬菌体的攻击,这就是它们的生存之道。

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还有一部分科学家认为,方解石晶体碳酸钙可以让太阳光发生散射,可以增加颗石藻吸收到的阳光,同时强烈的阳光也会被表面的钙板反射回去,以减轻强烈的日照对内部细胞的破坏。

颗石藻属于细胞核生物,在细胞核外部存在着两个大型色素体,这是它们进行光合作用的器官,除了光合作用,还有一部分颗石藻能够吞噬海中更小的藻类或者细菌。

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颗石藻也会经历“生老病死”,死后的细胞会逐渐分解沈入海底,慢慢堆积,最后形成白垩。颗石藻的堆积速度非常缓慢,每千年只能堆积 10cm 的厚度,作为海洋沈积物的标志化石之一,颗石藻对寻找石油资源的意义非凡。

受到畜牧业及人类工业生活的影响,越来越多的二氧化碳被排放至空气中,溶解于海水里,在海中的二氧化碳会形成碳酸,已经影响了颗石藻的生存,酸性的海水会溶解他们的石球壳,最终使颗石藻灭绝。

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一直以来,颗石藻的外骨骼以每年约 0.036mm 的速度在海底不断沈积,后来,这些沈积物被掩埋在年代较晚的沈积层下,通过地质结构变化,在高压下形成了白垩矿石。

最后又通过流水的侵蚀、海底的抬高,使白垩矿石重见天日。有的风化白垩岩可高达几十米,在其中还能找到蛇颈龙化石等古海洋生物化石,显而易见,白垩中的微生物化石虽小,却能讲述着亿万年前的历史。

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