决定地质年代

“大西国石柱”是从夹在大洋软泥之间的岩层中取得的，软泥层中含有大量有孔虫（foraminifera）和微细浮游植物（nannoplankton）。我们船上的古生物学家希妲（Maria Cita）是米兰大学教授，是研究浮游有孔虫的专家。有孔虫是一种微小的单细胞动物，大小只有十分之几至百分之几公厘（图十，下左和下右）。希妲认为，这里发现的有孔虫是浮游于海洋表层中的一种，在它们死后，碳酸钙质的外壳就沉落到海底，被埋藏和保存起来。而微细浮游植物的个体则更小，它们是沉浮于大洋海水中的单细胞植物，也能分泌出各种形状的碳酸钙骨骼。其中某些种类在显微镜下看似小片雪花，大小只有千分之几公厘（图十，上右）。深海底是这类原细胞生物的坟场，数以几十亿计的微细浮游植物在那里走到了生命旅程的终点，它们的骨骼构成了大洋软泥的主体，体积甚至占到百分之九十以上（图十一）。当这些软泥与细小的陆源粘土颗粒混合时，就是地质学上所称的“灰质软泥”（ marl oozes）。

十九世纪初，一位名不见经传的英国土地测量员史密斯（ William Smith）发现：古代的地层可以用这些地层中的贝壳化石来标定大致的年代。若干年后，史密斯的同胞莱伊尔爵士（Charles Lyell）也发现，意大利的中新世和上新世沉积物中所含现存生物种的比例是不相同的。这些工作，奠定了地质学的一项重要原理，即人们可以利用地层中的化石组合来确定地层的年代。微古生物学家也正是利用同一原理来确定海洋沉积物的年代，因为微小的单细胞生物也同样会随时间的变化而更迭——老的物种死亡灭绝，新的物种取而代之。于是，不同时代沉积物中的微化石和超微化石组合的更替， 就记录着海洋生命的演化史。历史学家往往根据一个国家不同王室的统治时期来划分朝代，而研究地质学的人们则用“化石带”（fossil zones）的概念来划分地质时代，二者有异曲同工之妙。例如，希姐曾发现，在地中海国家上新世的开始可用 Sphaeroidinellopsis acme 带来划定。

古生物年代资料只能告诉我们沉积层的相对顺序。莱伊尔使用了“中新世”和“上新世”来表示它们与现代的接近程度，但是他无法确知距今究竟有多少年。后来，物理学家发明了一种精确测定年代的方法，才得以揭开谜底。这种方法系根据测定岩石所含有的放射性衰变母体和子系产物的含量， 来标定岩石的形成年代，其结果可用百万年来表示，唯一的前提是岩石中得含有铀、钍、钾、铷等放射性元素。大多数含化石的沉积物中都不含大量放射性元素，但有些含化石的沉积物常与含大量放射性元素的火山灰层或熔岩流层交错并存；因而，测定了火山灰层或熔岩流层的年龄，其实也等于为沉积物的绝对年龄提供了依据。

已故苏格兰地质学家霍姆斯（Arthur Holmes）是建立绝对地质年代表的开山祖师，而在近二十年来，地质年代表又经过很大的修订。我们这些执行深海钻探计划的科学家所用的是伍兹霍尔海洋研究所伯格伦（ Bill Berggren）提出的年代表（附录二）。这张表将中新世的结束定在距今 500

万年前，而上新世的结束则在距今 200 万年前。