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南海物说︱时间胶囊:海洋沉积的万年记忆

2025年04月27日16:04 自然部

本期为“时间的故事”专辑的第五期。

在浩渺海洋深处,沉积物如同大自然的“硬盘”,以独特的方式存储着地球演变的历史数据。当硅藻的玻璃外壳沉入海底,大砗磲的贝壳层层生长,这些生物正在用躯体书写着跨越世纪的自然日志。

海洋沉积物

海洋沉积物是覆盖在海底表层的松软物质,厚度不定,由各种来源的颗粒、碎屑、残骸等经长期积累形成。亿万年来的地质活动、环境变迁和生命演化,在里面都可以找到记录和答案。

海洋沉积物的主要来源

沉积物中的生物源沉积物,主要来自浮游生物和底栖生物,如颗石藻、有孔虫、翼足类等浮游钙质生物,硅藻、放射虫等浮游硅质生物和贝类、珊瑚、海绵等底栖生物。无论是已灭绝的化石种,抑或是正活跃的现生种,它们都会将气候波动、生态演替、灾难事件等封存进自身的钙质或硅质结构里,成为科学家破译地球往事的“时间胶囊”。

钙质生物

物说曾介绍过钙质生物。钙质生物是指那些长有钙质硬体结构的生物,这些结构通常用于支撑身体、保护内脏或参与运动。像人、海贝、珊瑚虫,以及上文中提到的颗石藻、有孔虫等,都属于钙质生物。

海贝

珊瑚

有孔虫

延伸阅读:南海物说 | 如果海贝失去外壳 珊瑚虫长不出骨骼

硅质生物

下面来说说“硅质生物”。硅质生物是指具有特定形态的硅质硬体结构的生物,它们的种类不似钙质生物那样丰富,典型代表是硅藻、放射虫和玻璃海绵。

硅藻,一类单细胞真核藻类,属硅藻门,成员众多,广泛分布于海洋、淡水和湿润的陆生环境。硅藻的硅质细胞壁,即它的外壳,由上下两片壳组成,呈盒状套合结构,表面常呈现辐射对称或两侧对称的复杂纹饰。

硅藻多样性

硅藻种类多到惊人,可能有多达十万个物种,遍布所有的水生栖息地和潮湿的陆地栖息地

圆筛藻

属大型海洋硅藻,壳面圆形,表面布满规则六边形孔纹,状如筛网,广泛分布于温带至热带海域

硅藻土的多重用途

圆筛藻死亡后形成的硅藻土,可用作啤酒过滤剂、牙膏磨料、化妆品原料、天然杀虫剂等

放射虫,一类古老的单细胞原生生物,属放射虫门,以其精美的硅质骨架和辐射对称的形态闻名。它们广泛分布于全球海洋和咸水域,从表层到深层均有分布。

放射虫多样性

至今已发现有超15000种的放射虫,其中约800至1000个现生种生活在海洋中

恩斯特·海克尔(Ernst Haeckel)绘制的放射虫及其他海洋生物

从左至右:放射虫、海葵、水母

海克尔是19世纪德国著名生物学家、哲学家、艺术家,热衷于自然绘画,其对海洋生物的精细科学绘画是科学与艺术交融的典范

玻璃海绵,即海绵动物门六放海绵纲动物,因骨骼由二氧化硅构成透明玻璃状结构而得名。成员多栖息于深海,尤以太平洋热带和亚热带海域为盛,常固着于硬质基底(如岩石、珊瑚),典型代表为偕老同穴。

阿氏偕老同穴 Euplectella aspergillum

动物界 海绵动物门 六放海绵纲

南海分布

为何称它们为“时光胶囊”?

当钙质生物和硅质生物死亡后,其外壳将沉入海底,被永久留存,成为海洋沉积物中的一部分。这些外壳的成分、形态和沉积记录,在时间上跨越万年,同时蕴含着物理学(如水温)、化学(如外壳成分)、生物学(如物种)等多维度数据,可形成立体的历史拼图。

这些“时间胶囊”共同构建起跨越时空的探测网络。它们不仅记录着地球的往事,更在警示今人:每个物种都是生态史诗的书写者,每次环境变迁都会在生命密码簿中留下永恒刻痕。读懂这些深蓝密码,或许就是守护海洋未来的关键密钥。

往期链接:

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