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骨骼化石信息量很大

骨骼化石信息量很大

作者: 黑雨赋能 | 来源:发表于2023-01-28 00:59 被阅读0次

    地球生命从不缺乏创造力,动物、植物、微生物都根据自己的需求,演化出了千姿百态的骨骼。

    这些骨骼既是生物生存的必备结构,同样也是蕴含着宝贵信息的科研宝库。

    同位素分析是研究古生物的重要工具,通过检测化石中元素同位素的含量,我们能得到很多有用信息。

    举个例子,通过分析氧同位素的含量,我们能还原古代某个时期的温度变化情况,原理并不复杂:

    自然界中有3种氧的同位素,分别是氧16、氧17和氧18,它们之间的比例和环境温度有关。

    其中氧17比例太小,一般不考虑,所以我们只要检测化石里氧16和氧18的比例,就能反推出古生物生活年代的环境温度。

    在寒武纪和奥陶纪的岩层中,大量存在着一种叫牙形石的化石。科学家们通过分析这些牙形石里的氧同位素,发现寒武纪时期热带海洋的海面温度很高,竟然达到了40摄氏度。

    相比之下,今天热带地区的海面温度只有约30摄氏度,可见当时比现在暖和不少。

    这种高温持续了数千万年,直到后来的奥陶纪中期,海水温度才逐渐降低到和今天差不多的水平。

    那该如何解释温度的这种变化呢?化石给了我们一个可能的答案。

    科学家们发现,海洋沉积岩中的古生物骨骼数量,从奥陶纪开始便迅速上升,或许正是因为大量的生物骨骼封存了碳元素,降低了大气中的二氧化碳含量,减轻了温室效应,才让地球温度降低到一个相对适宜的水平。

    除了回溯温度,我们还可以通过化石探究过去的年月长短。

    随着时间的推移,地球的自转速度在不断减慢,现在的一年有365天,那在远古时期,一年又有多少天呢?

    海洋生物的骨骼同样记录下了数据。

    因为潮汐的季节性变化会对海洋生物的生长造成影响,所以只要检测它们的骨骼化石,就能还原出当时的潮汐规律和年月长短。

    通过分析一种3.6亿年前的古珊瑚化石,科学家们发现,当时的一个月有30.6天,一年有13个太阳月,所以一年约有398天,可见和今天的差别确实还挺大的。

    通过分析近几百年的动物骨骼,我们还能非常精确地还原短期的气候变化情况。

    1868年人们在冰岛海域捕获了一只长寿的海洋圆蛤,据推测,这只圆蛤大约出生于1494年,一生经历了300多个春秋。

    通过分析人们发现,圆蛤骨骼透露出的信息量非常丰富,比如在这只圆蛤300多岁时,也就是公元1816年到1818年间,它的生长速度突然变得十分缓慢,而历史上的1816年恰好是一个“无夏之年”,没有夏天,因为印尼火山大喷发释放的火山灰严重遮挡了阳光,让1816年成了过去500年中最冷的一年,这恰好和这只圆蛤的生长情况形成了对应。

    圆蛤骨骼里隐藏的这些信息对我们非常重要,因为这些骨骼提供的记录可以追溯到公元15世纪以前,这时人们还远没有开始科学地进行气候记录。

    原本缺少的气候数据,如果能在动物骨骼中找到相应线索,就能大大丰富我们的环境观测数据,提升我们对气候的预测能力。

    动物骨骼能为我们解释自然的秘密,而人类骨骼则可以帮我们还原历史的真相,让我们了解很多历史书中没有记载的内容。

    比如2012年,英国的考古人员在一个停车场下面,发现了英国金雀花王朝最后一任国王理查三世遗失已久的遗骸。

    通过对这副遗骸进行化验分析,人们几乎还原了理查三世一生的经历。

    还是同位素分析立了大功,只要结合不同骨骼的各自特性,同位素分析就能提取出许多细节。

    比如人的牙釉质是在小时候发育完全的,所以分析牙釉质中的同位素,可以还原一个人的成长经历,其中锶同位素能用来判断一个地区的地理位置,氧同位素能还原一个地区的降雨模式。

    理查三世牙釉质中的同位素表明,他7岁时更换了自己的居住地,从出生地北安普顿搬去了一个雨水更充沛的地方,可能是威尔士边界的勒德洛。

    再通过分析那些童年以后还继续生长的骨骼,比如牙本质里的同位素,我们还能继续还原他后来的生活环境。

    分析结果显示,理查三世在中晚年阶段又搬到了一个更干燥的地方居住,他牙齿中的铅元素也表明,他生活的年代,空气、土壤已经不如以前干净了。

    最后,因为肋骨可以在人一生中不断修复,所以通过分析肋骨中的碳、氮同位素,人们还能还原出遗骸主人生前的生活习惯。

    比如研究人员发现,理查三世的饮食很丰富,他喜欢吃野禽、淡水鱼,还喜欢喝红酒。理查三世可能怎么也不会想到,自己的一生竟然被自己的骨骼忠实地记录了下来,并且以这种方式展现给了后人。

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