幾億年前的溫度怎麼測？別告訴我用溫度計！

「今天氣溫是多少?」只要看一下溫度計，你馬上就能回答出來。可是，如果我問你幾億年前地球上的氣溫是多少，你一定會被難住了。你感到奇怪：幾億年前的溫度怎麼能測定出來呢?難道有這樣的溫度計嗎?

吐魯番火焰山腳下的金箍棒溫度計（圖片來源於《春城晚報》電子版）

測溫技術的突破

人類在征服自然的長期實踐中，創造了不少測溫技術，製造出各種各樣的溫度計。早在一百多年前，英國醫生阿爾伯特就發明了玻璃水銀溫度計。近幾十年來，溫度計家庭中又出現了熱電隅溫度計、金屬電阻溫度計、晶體管溫度計等許多新成員，它們種類繁多，性能各異，個個身手不凡。然而，這些溫度計都只能測定現在的溫度，如果要測定幾億年前的溫度，它們就無能為力了。

測量室外溫度（網路圖）

那麼，用什麼方法可以測量古時候的溫度呢?1947年，美國科學家尤里和比奇萊森，首先創造了地球化學測溫技術。尤里和他的研究小組，曾對一個數百萬年前的動物化石介殼進行分析，居然知道那動物是夏天出生，一共活了四年，然後在春天死去。1961年，另一個科學家埃米利亞尼，研究了從大洋底取出的岩芯中的有孔蟲目介殼化石，發現了地球海洋的溫度在三千萬年前約為7℃，一千萬年前約為6℃。

靈敏的同位素溫度計

幾億年前的溫度早已時過境遷，為什麼現在還能測量出來呢?其實，一切物理、化學的變化，生物、大氣、海洋、地殼的活動，都與溫度密切相關。科學家告訴我們，如果我們能找到地質歷史時期溫度變化在地球上留下的痕迹，就能知道當時的溫度。人們從地球化學的氧同位素分析著手，終於找到了一種測量古溫度的可靠方法。

學過化學的人都知道，氧元素是個大家族。按照氧原子核里的中子數目，分別稱為氧16、氧17、氧18。弟兄們脾氣不一，秉性有別，其中氧18的核反應能力大大超過了氧16和氧17，可它的數量特別稀少。據統計，在自然界中，每形成500個氧16，才會產生一個氧18。不過，你可別小看了它，要知道正是這少量的氧18，幫了人們的大忙。因為在自然界中，氧同位素的比值，會隨著溫度的變化而變化。當生物體活著的時候，它們體內氧同位素的比值，同生存的環境溫度有一定的關係。當這些生物體一旦死去，它們體內的這種同位素比值就不再變化了。億萬年後，這些生物體的遺骸成了化石，人們只要用化學方法先從化石中提取氧，再測出氧16和氧18的比值，就能知道當時這些生物生活的環境溫度了。你看，氧同位素的比值，真可稱得上是一架靈敏的溫度計。

測定海洋的古溫度

你也許會問，這種方法測出的溫度準確嗎?告訴你，現在，在測量地質歷史時期溫度方面，除了氧16和氧18的比值法以外，科學家還找到了其他一些可以了解古溫度的方法，用那些方法，人們能測出溫度的相對高低，分出天氣的冷暖。例如，從海底取出的岩芯，記載了海洋中各種古生物的數量，而古生物的數量和當時的海洋溫度之間，是有密切關係的。海洋中生活著眾多的生物，海水的溫度必然影響各種生物的數量。海洋中的有孔蟲屬中，有一些敏感種類，溫度高時數量比較繁盛，溫度低時數量就大為減少。

地質專家在觀察岩芯（圖片來源於新浪博客）

科學家們還發現，在海洋中，有一種對冷暖變化特別敏感的敏圓輻蟲，如計算它的數量與有孔蟲總數的比率，就可以推算出當時的海洋溫度。計算結果表明，高的比率與冰期的暖水有關，低的比率與冰期的冷水有關。

更有趣的是，螺殼的旋卷方向還與溫度有關哩。你也許不會去注意今天的螺絲殼向哪個方向旋卷的吧。可是科學家們注意到，凡是右旋的截錐圓輻蟲的介殼，都與比較溫暖的環境有關；而左旋的介殼則與較冷的環境有關。因此，從螺絲殼左右旋卷的比率，可推斷盤古代的溫度。

近20年來，地球化學測溫技術發展迅速，日趨完善。科學家們運用各種測試手段，逐步搞清了各個地質歷史時期的地球溫度。他們告訴我們：在一億年前，地球上各個海洋的平均溫度為21℃，一千萬年後，緩慢下降到16℃，又過了一千萬年，再度上升到21℃，以後又逐漸下降……

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