實(shí)驗(yàn)室的硨磲樣品 

志愿者講解石筍和鐘乳石的形成。 

　　張梅 文/圖  

　　溶洞中都有哪些生物呢，溶洞中哪些是石筍，哪些是鐘乳石，哪些是石柱，它們是彩色的嗎？它們都有什么區(qū)別呢？硨磲是什么?。砍岉崮艹詥?？硨磲自己吃什么??？硨磲怎么生小寶寶…… 

　　在中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所的主題公眾開放活動(dòng)中，參與公眾在科普志愿者的帶領(lǐng)下找到了這些問(wèn)題的答案。這一期，我們通過(guò)公眾開放活動(dòng)，了解那些記錄著地球氣候環(huán)境變化信息的“寶貝”。 

　　溶洞中的石筍和鐘乳石并不像我們平常旅游中所見到的五光十色，絢爛無(wú)比，那是旅游開發(fā)者打上燈光后的效果，他們實(shí)際非常低調(diào)，一般自然的溶洞深處都是暗無(wú)天日的。在喀斯特地區(qū)，由于滴水的作用，溶洞中會(huì)形成各種各樣的自然景觀，例如石筍，鐘乳石，石柱，石幔，石花，鵝管等。溶洞里長(zhǎng)期無(wú)光，所以會(huì)衍生出一些無(wú)眼食人魚和洞螈等視力退化的生物?？茖W(xué)家們通過(guò)各種地球化學(xué)手段提取石筍中包含的氣候信息便可得知過(guò)去氣候的變化。 

　　那么，石筍和石鐘乳有什么區(qū)別呢？鐘乳石又稱石鐘乳，是指碳酸鹽巖地區(qū)洞穴內(nèi)在漫長(zhǎng)地質(zhì)歷史中和特定地質(zhì)條件下形成的石鐘乳、石筍、石柱等不同形態(tài)碳酸鈣沉淀物的總稱。鐘乳石的形成往往需要上萬(wàn)年或幾十萬(wàn)年時(shí)間。由于形成時(shí)間漫長(zhǎng)，鐘乳石對(duì)遠(yuǎn)古地質(zhì)考察有著重要的研究?jī)r(jià)值。 

　　石筍和石鐘乳是怎樣形成的？碳酸鈣遇到溶有二氧化碳的水時(shí)，會(huì)反應(yīng)生成溶解性較大的碳酸氫鈣；溶有碳酸氫鈣的水遇熱或當(dāng)壓強(qiáng)突然變小時(shí)，溶解在水里的碳酸氫鈣就會(huì)分解，重新生成碳酸鈣沉積下來(lái)，同時(shí)放出二氧化碳。洞頂?shù)乃诼蛳聺B漏時(shí)，水中的碳酸氫鈣發(fā)生上述反應(yīng)，有的沉積在洞頂，有的沉積在洞底，日久天長(zhǎng)洞頂?shù)男纬墒娙?，洞底的形成石筍。簡(jiǎn)單說(shuō)就是，自下向上生長(zhǎng)的是石筍，從上往下生長(zhǎng)的是石鐘乳。 

　　硨磲被認(rèn)為是海洋瑰寶。硨磲是海洋中最大的貝殼類生物，在氣候研究領(lǐng)域的地位和珊瑚類似。硨磲具有明顯的生長(zhǎng)紋層，分辨率能到月甚至是天。利用其中的氧同位素、鍶鈣比并結(jié)合其他器測(cè)記錄就能夠精確反演過(guò)去百年甚至千年的氣候變化和海表溫度變化。 

　　硨磲是目前海洋中最大的雙殼類貝殼，它的碳酸鹽殼體具有清晰的年紋層，是一種理想的高分辨率古氣候研究載體。在地球環(huán)境研究所流傳著這樣的“故事”：如果哪位參觀者能一個(gè)人將1.2米的大硨磲從5樓實(shí)驗(yàn)室搬到1樓，這個(gè)大硨磲寶貝就送給他。至今，沒(méi)有人能挪動(dòng)它，因?yàn)檫@個(gè)大寶貝重達(dá)300斤，需要2—3個(gè)成年男子才能抬得動(dòng)。 

　　近年來(lái)，地球環(huán)境所對(duì)南海硨磲開展了細(xì)致的研究并取得了顯著的進(jìn)展。同時(shí)，硨磲與珊瑚的集合研究則表明，硨磲與珊瑚記錄的結(jié)合將有可能獲得連續(xù)的、準(zhǔn)確可靠的、月分辨率的定量熱帶海洋溫度記錄，這對(duì)研究人員準(zhǔn)確了解晚全新世地球氣候變化歷史有重要意義。 

　　在四季變化明顯的地區(qū)，樹木一般每年形成一個(gè)生長(zhǎng)輪，即年輪。年輪的寬窄同當(dāng)年的降水或溫度關(guān)系十分密切，故可以用于恢復(fù)古氣候，是一種定年最簡(jiǎn)便，參數(shù)最客觀的代用資料。樹輪具有層狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)一層一層的寬窄變化，也能夠提取到氣候變化的信息。 

　　在一般情況下，在高緯度地區(qū)的森林分布北界，樹輪資料能夠提供歷史時(shí)期溫暖季節(jié)的溫度變化規(guī)律；典型干旱或半干旱地區(qū)的樹輪記錄更多反映了濕度或降水的波動(dòng)信息。同時(shí)，對(duì)年輪密度分析是樹輪研究方法上的重要突破。年輪密度是某年生長(zhǎng)季節(jié)與前期生長(zhǎng)影響的綜合結(jié)果，表現(xiàn)出一種平均的生長(zhǎng)狀況，在同一年輪內(nèi)可有不同的變化，因而在同一年輪內(nèi)，根據(jù)密度變化可以看出生長(zhǎng)早期、晚期的氣候條件，具有更高的時(shí)間分辨。