揭秘地層「年齡」的標尺——「金釘子」

地球形成46億年以來，在原始的地殼上，慢慢覆蓋起層層疊疊的岩石，為地球演變發展留下了一部石頭做成的「萬卷書」。

在地質學中，這些岩石便是地層，每一個地層都有其相應的地質年代。如何去準確地標定地層的「年齡」？在科學家的孜孜探索下，「金釘子」這一定義應運而生。

四十餘年來，全球科學家在蒼莽大地的岩層中，共釘下了68顆「金釘子」。後來居上的中國，目前，以10顆「金釘子」位居金牌榜首（2017年義大利「金釘子」也達到10顆）。

國際年代地層表（截至2017年2月）有星號標誌的為中國確立的「金釘子」

其中紅色的星號為南京古生物所科研人員主持確立的「金釘子」

地層年代的標尺——「金釘子」由來

「金釘子」是全球年代地層單位界線層型剖面和點位（GSSP）的俗稱。一旦在某地方釘下「金釘子」，該地就變成一個地質年代的「國際標準」，對照它，便可以對應標出其他岩層的「年齡」，是地層年代統一的「度量衡」。

「金釘子」相當於測算岩層「年齡」的「度量衡」

說到這BlingBling 的「金釘子」一詞的由來，要追溯到1869年的美國，首條橫穿北美洲大陸的鐵路，合攏時釘下了最後一顆用18k 金製成的道釘，宣告竣工，意義重大。在地質學家看來，GSSP 在地質年代劃分中的意義與這顆「金釘子」的歷史意義和象徵意義有異曲同工之處，彌足珍貴。於是，「金釘子」的概念便被地質學家借用了。

用18k金製成的道釘

地層學發展的數百年來，地層古生物工作者們未間斷探索，為年代地層單位尋求共同的標準。但是，由於定義混亂，缺乏統一，不僅造成地層劃分和對比的困難，也難以識別世界不同地區同步發生的地質事件。

1965年國際地層委員會成立後，「金釘子」被正式推廣，其定義的核心是以某種具有全球對比意義的標準化石的「首現」作為相關地層劃分的標準。有了「金釘子」，全球的地質工作者就有了「共同語言」。

牙形刺Hindeodus parvus，作為古生代和中生代地層界線的標準化石

然而，「金釘子」的確立和審批並不是件容易的事。這是個相當嚴格的過程，極其嚴謹和漫長。但凡某國確立了「金釘子」，便能體現該國在地學研究方面的總體實力和水平，所以這也普遍被各國學者視為國家榮譽。

國際地層委員會標誌

後來居上——中國與「金釘子」

南京古生物所陳旭院士（左三）等早年在國內第一顆「金釘子」剖面工作場景

由於歷史原因，我國1977年才加入到全球「金釘子」研究，比國際上晚十餘年。1997年，由中國科學院南京地質古生物研究所陳旭院士率領的國際團隊在浙江常山黃泥塘確立了中國的第一顆「金釘子」，此後14年間，「中國代表隊」在中華大地上又確立9顆「金釘子」。目前，我國共確立了10顆「金釘子」，成為世界上擁有「金釘子」最多的國家之一。

我國共確立了10顆「金釘子」

帶領團隊釘下了三顆「金釘子」的南京古生物所研究員彭善池感慨，中國科學家以晚起步十餘年的劣勢，奮起直追，終登全球「金牌榜」榜首，體現的不僅僅是我國地質學家對科學的執著追求，也從一個側面詮釋了我國的民族精神。

彭善池在湖南古丈階「金釘子」前

這10顆「金釘子」奠定了中國地層學重要領域的國際領先地位，實現了追趕-並列-領先的過程，也是中國科學快速發展的一個縮影。

中國「金釘子」研究的成就，也得到國家的充分肯定，先後三次被授予國家自然科學二等獎（2002、2008、2010），2016年還入選了國家「十二五」科技創新成就展。

中國「金釘子」研究的成就，先後三次被授國家自然科學二等獎（2002、2008、2010）

仁者見仁——國內「金釘子」的保護

現如今，對「金釘子」的保護，各地並未有統一的標準。只是一旦某地被確定為「金釘子」，便會為其設立永久性的固定標誌。除此之外，還會設立紀念碑，有些地方會為此設立保護範圍，申請國家地質遺迹保護區（如浙江長興）或國家地質公園（如浙江常山）。

九顆「金釘子」紀念碑（除石炭系維憲階底界「金釘子」還在建設中）

中國十個「金釘子」的保護中，浙江長興「金釘子」的保護工作獲得了地質學家們的廣泛認可，現已形成浙江長興地質遺迹國家級自然保護區。

浙江長興金釘子自然保護區

浙江長興煤山剖面是全球唯一的擁有兩枚「金釘子」的地質剖面。其中三疊系印度階底界「金釘子」既是二疊系與三疊系界線的標誌，又是中生界與古生界之間的標誌，被認為是地質歷史上三個最大的斷代「金釘子」之一。另一個「金釘子」是二疊系最頂部的長興階的底界。

現如今的長興「金釘子」已經不僅僅限於岩層剖面和紀念碑，而成為了國家AAAA級旅遊風景區和全國科普教育基地。公園由仿古地層形象大門、金釘子博物館、金釘子休閑廣場、2.5億年前的自然剖面等組成，是集休閑觀光、擬真體驗和科普科考於一體的多功能、全方位的旅遊景區。

浙江長興地質遺迹國家級自然保護區正門

浙江長興地質遺迹國家級自然保護區所獲獎章

來長興地質遺迹公園參觀的學生

化石愛好者參觀長興「金釘子「剖面

然而，也有不少地區的「金釘子」並未引起各方面的足夠重視，一些「金釘子」剖面、紀念碑等也沒有得到很好的保護，這不能不說是一種遺憾。

未來，中國科學家還將在繼續研究「金釘子」的路上不斷前行，為國家爭取更多榮譽。前方之路漫漫。而對於確立的「金釘子」也需要各方「上下求索」，來更有效的保護住這些「國家榮譽」。

文中部分圖片源於網路。

作者系中國科學院南京地質古生物研究所工作人員

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！