粉笔里的化

冯

粉笔里有微体化石？

雪白的悬崖矗立在英格兰南部的苏塞克斯海岸。日复一日，潮水拍打着悬崖壁，从悬崖上剥落松散的白垩(石灰石)。这些粉笔被当地的工匠捡来，制成了当地的纪念品——粉笔棋，深受游客的喜爱。粉笔柔软细腻，不像石膏那么脆弱，非常适合雕刻打磨。在19世纪和20世纪，当地的粉笔主要用于制作粉笔。当时，英语老师和股票经纪人对来自苏塞克斯海岸的粉笔赞不绝口，因为它比石膏粉笔掉粉少，写字时手感更好。

即便你用过白垩粉笔，你也可能不知道这些粉笔其实是浮游生物的外骨骼化石。白垩是一种非晶质石灰岩（碳酸钙），属于生物成矿，生成白垩的浮游生物名为“颗石藻”。

即使你用过粉笔粉笔，你也不一定知道这些粉笔其实是浮游生物的外骨骼化石。白垩是一种无定形的石灰岩(碳酸钙)，属于生物矿化。产生白垩的浮游生物被称为“球菌石”。

19世纪40年代，德国博物学家艾伦·伯格(Allen Berg)首次描述了出现在各种白垩结构中的微生物化石。大约20年后，英国生物学家赫胥黎在北大西洋一条海底电缆周围的沉积物中发现了同样的微生物化石，赫胥黎将其命名为“球菌石”。仅仅几年后，科学家们发现，颗石不仅存在于白垩构造和海底，而且存在于当今世界各地的热带海洋表面。它是一种分布广泛的微藻。用矿物质武装自己

一个完整的颗石直径只有几个微米，一根缝纫针的针孔宽度大约是0.5毫米，也就是说，一排100多个颗石片才能勉强达到这个宽度。因为颗石太小了，你得用电子显微镜才能看清楚它们。球石藻中常见的卵石壳由两层轮状的钙片组成，所以球石藻也叫钙片藻。颗石钙片是由碳酸钙制成的。通过偏光显微镜，科学家确定碳酸钙的具体形式是方解石晶体。

一般来说，每个颗石藻由6～30片钙板组成的石球壳包裹。单个钙板的形状除了车轮形，也有菱形、喇叭形和盘碟形等多种形状。硅藻利用二氧化硅制成硅制外壳是为了保护自己，颗石藻制造石球壳也出于同样的目的。海洋中的噬菌体病毒不但威胁海洋细菌，也威胁颗石藻等微藻。然而，噬菌体如果要入侵颗石藻，就必须穿过石球壳的层层钙板，才能接触到颗石藻的细胞，因此，石球壳能够有效保护颗石藻。也有科学家认为：方解石钙板能让原本穿过颗石藻细胞的太阳光发生散射，增加颗石藻接收到的阳光;同时，过于强烈的阳光会被钙板直接反射回去，以减轻强日照对颗石藻细胞的损伤。

一般来说，每个球果由6 ~ 30块钙片组成的卵石壳包裹。单个钙片的形状除了车轮形，还有菱形、喇叭形、碟形。硅藻用二氧化硅制造硅壳来保护自己，球菌石制造石壳也是为了同样的目的。海洋中的噬菌体病毒不仅威胁海洋细菌，还会威胁球菌石等微藻。但是，如果噬菌体想要侵入球菌石，它必须穿过石壳的层层钙片才能接触到球菌石的细胞。因此，石壳可以有效地保护颗石。也有科学家认为，方解石钙片可以散射原本穿过球石细胞的太阳光，增加球石接收的太阳光；同时，太强的太阳光会被钙片直接反射回来，以减少太阳光对球石细胞的伤害。

颗石藻属于真核生物（有细胞核），在细胞核外侧有两个大型色素体，是颗石藻进行光合作用的细胞器。大多数颗石藻靠光合作用生存，也有的颗石藻会捕食海水中的细菌或更小的藻类。颗石藻细胞的前端有两根用于游动的鞭毛，有些颗石藻虽然有鞭毛，但无法游动。当颗石藻死亡后，它们的细胞会逐渐分解，石球壳沉人海底，逐渐堆积，矿化后形成白垩。白垩的堆积速度十分缓慢，在最理想的情况下，每100年只能增加1厘米厚度。作为海洋沉积物的年代标志之一，颗石藻化石对寻找石油资源有着重要意义。

球菌石属于真核生物(有核)，核外有两个大色素体。它是球石中光合作用的细胞器。大部分球石依靠光合作用，而部分球石会捕食海水中的细菌或较小的藻类。球果细胞的前端有两根鞭毛，用于游动。一些球石有鞭毛，但它们不会游泳。当球菌石死亡后，它们的细胞会逐渐分解，石壳会沉入海底，逐渐堆积，矿化形成白垩。粉笔的堆积速度非常缓慢，在理想情况下，粉笔的厚度每100年只能增加1厘米。颗石化石作为海洋沉积物的年龄标志之一，对寻找石油资源具有重要意义。

随着人类活动导致大气中二氧化碳含量的增加，二氧化碳溶解到海水中形成的碳酸严重威胁着颗石藻的生存。球菌石的生命活动离不开碳酸钙形成的钙片，酸性海水会溶解碳酸钙，使球菌石无法合成钙片。对于一些石生植物来说，海水酸化的后果是致命的。见证海洋时代

当初在海底由颗石中的外骨骼堆积而成的白垩，今天却成了屹立在海岸上的悬崖？事实上，构成地壳的板块随时都在运动、拉扯、分裂、碰撞。这个过程在我们看来非常缓慢，但却能在几百万年后把大海变成桑田。在大洋地壳和大陆地壳的交界处，地壳的一部分潜入地壳深处，而地壳的另一部分上升。几亿年后，原本堆积在海底的白垩逐渐被抬升，成为白垩崖。

白垩构造的这种形成过程，也能告诉人们某些地区的海洋历史。北美大平原是一个覆盖美国中部大部分地区的广袤平原，那里平坦的地势和肥沃的土壤非常适合开展农业。然而，北美大平原有多处白垩地貌，例如位于美国堪萨斯州西部著名的白垩谷。北美大平原在1.45亿至6600万年前是一片名为“西部内陆海道”的内陆海。如今那里土壤肥沃，全是因为大量的海洋生物沉积物堆积和入海河流一路冲刷山体带来的矿物质。

这种白垩结构的形成过程也可以告诉人们一些地区的海洋历史。北美大平原是覆盖美国中部大部分地区的广阔平原，这里地势平坦，土壤肥沃，非常适合农业。然而，在北美大平原上有许多白垩地貌，如堪萨斯州西部著名的白垩谷。1.45亿年至6600万年前，北美大平原是一片被称为“西方内海之路”的内海。现在那里的土壤之所以肥沃，都是因为大量海洋沉积物的堆积和入海河流冲刷山体带来的矿物质。

在遥远的过去，颗石的外骨骼以每年约0.036毫米的速度堆积在西部内海道海底。后来，白垩被埋在沉积晚期的地层之下，在压力的作用下发生了成岩作用。经过流水的侵蚀，这些原本埋藏的白垩岩又重新被看到，在风化作用下，形成了白垩谷特殊的风化地貌:每块风化白垩岩高约25米，外观呈圆形。在白垩表面，科学家发现了许多海洋动物化石，包括蛇颈龙化石和双壳类化石。在不同时期，外骨骼在颗石中的沉积速率不同，这种差异在白垩上留下了层状结构，每支白垩有60 ~ 80层。这些白垩岩是海洋时代的见证。