貴州劍河縣“金釘子”。沈樹忠供圖
“金釘子”這一名字的起源,可以追溯到19世紀(jì)一條橫貫北美大陸的鐵路貫通。一枚18K金打造的鐵路道釘,在數(shù)千人的見證下,鉚入橫穿鐵軌的最后一根枕木中。國際地層委員會(huì)引用“金釘子”這一典故,來代表國際地質(zhì)年代的黃金分界點(diǎn),用于記錄地球歷史中具有重要演化意義的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。
但是,確立一顆“金釘子”并非易事,需要滿足多方面的條件——地層記錄完整,不存在明顯的后期改造,有豐富的、可進(jìn)行區(qū)域和洲際對(duì)比的化石或其他具有等時(shí)性對(duì)比價(jià)值的標(biāo)志。目前最常見的是以某種標(biāo)志化石的首次出現(xiàn)作為國際對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn),例如我國貴州劍河的烏溜階底界“金釘子”以三葉蟲化石“印度掘頭蟲”的出現(xiàn)為標(biāo)志。
近年來,“金釘子”的確立標(biāo)志趨于多樣化,包括同位素地球化學(xué)的異常變化、地球磁場(chǎng)的倒轉(zhuǎn)時(shí)間、利用先進(jìn)的同位素定年技術(shù)確定的火山灰年齡等。
釘入貴州劍河縣的“金釘子”。楊家孟攝
地球歷史的精確坐標(biāo)
指示地質(zhì)時(shí)期的重大事件
一顆“金釘子”,就是一個(gè)特定地質(zhì)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的“金坐標(biāo)”。確立“金釘子”的地區(qū)要對(duì)全球開放,便于各國學(xué)者和公眾研究、參觀。
作為地球歷史的精確坐標(biāo),“金釘子”能幫助我們解讀地質(zhì)時(shí)期的重大事件。
比如“雪球事件”,指的是地球在距今約7億—6.35億年間曾多次被冰雪封蓋?!把┣蚴录苯Y(jié)束后,全球范圍內(nèi)發(fā)生了廣泛的白云巖沉積,這套蓋帽白云巖在南澳大利亞弗林德斯山脈的出現(xiàn),被用來定義“埃迪卡拉紀(jì)”的開始,標(biāo)志著“雪球事件”的結(jié)束。
再如,在大約2.52億年前,由于全球快速升溫、海洋酸化、陸地干旱化等,當(dāng)時(shí)全球80%以上海陸生物在較短時(shí)間內(nèi)快速滅絕。我國古生物學(xué)家殷鴻福院士、金玉玕院士領(lǐng)銜的國際團(tuán)隊(duì),在浙江長興煤山剖面分別確立了二疊系與三疊系界線和長興階底界的“金釘子”,這兩顆“金釘子”精確錨定歷史上最大規(guī)模的生物滅絕事件發(fā)生在2.52億年前,歷時(shí)不超過6萬年。