金字塔是如何建成的？貨幣蟲：我有話說！

園藝 10-05

記得大學時有一陣，學校流行寫「三行情書」，大家都憋足了勁兒要寫出浪漫的句子。那時我也想小試牛刀，於是在海洋學課上憋了半天，最後寫下了：

海和陸地曾在一起，

沙漠里的魚化石，

就是愛過的證據。

海陸間的種種故事我們或許難以得知，但滄海桑田，總有見證者存在。今天的主角光滑貨幣蟲就是一位見證者。

貨幣蟲化石。圖片：Patataasada / Flickr

自然界的藝術代言

光滑貨幣蟲是一種已經滅絕的原生生物，它們曾經生活在中生代末期到新生代早期的特提斯洋溫暖的淺海中。現在，它們留下的只剩那具盤成螺旋狀的石灰質外殼了。

走進滅絕生物的世界似乎沒那麼簡單。光滑貨幣蟲隸屬的有孔蟲門（Foraminifera）還有許多現生種類，其中一些種類離我們並不遙遠。我們或許可以通過貨幣蟲的這些親戚來了解它們。

各式各樣的有孔蟲外殼。圖片：Psammophile / wikimedia

目前認為有孔蟲共有約40000種，現生種約6000種。絕大多數有孔蟲是生活在海洋中的單細胞動物，它們的身體大多十分渺小，有的如一粒沙子，有的只有幾百微米。它們雖然渺小，但從赤道到兩極、從潮間帶到深海，海洋中的每一個角落幾乎都有它們的身影。

擁有如此廣闊分布範圍的有孔蟲想必不是等閑之輩。作為單細胞生物，它們演化出了不同的外殼來保護自己——有的擁有自己分泌的鈣質堅硬外殼，有的則會分泌黏著物質，以黏著一些砂礫、雲母或海綿骨針作為自己的外殼。

《自然界的藝術形態》一書中繪製的有孔蟲。圖片：Ernst Haeckel

按照生活方式，有孔蟲可以分為浮游型和底棲型兩類，大多數為底棲型。不論底棲還是浮游，有孔蟲外殼上都布滿了許多小孔，用來感受外界環境變化和進行物質交換。

外殼內，則包裹著它們的原生質。原生質可以通過殼壁上的孔向外伸展成為偽足，有孔蟲的運動和攝食就是依靠這些偽足完成的。在偽足的幫助下，一些底棲型有孔蟲每小時可完成數厘米的移動，這對個體微小的有孔蟲來說已經很不容易了。

嗜溫轉輪蟲Ammonia tepida是一種現生有孔蟲，細絲是它伸出的偽足。圖片：Safay / wikimedia

有孔蟲主要以浮游生物、碎屑和細菌為食，它們在海洋食物網中處在一個較低的位置，但功勞不容小覷——據估算，個體渺小但數量龐大的有孔蟲們每年對全球海洋有20%左右的碳酸鈣貢獻。

金字塔里也有它

在埃及，人們在金字塔、獅身人面像等著名古迹中發現了大量貨幣蟲。建造金字塔的材料大部分是石灰石，少部分為花崗岩，每塊巨石都至少有幾噸重。這些古迹是如何被建造的？人們對此仍存在爭論。

目前認為，金字塔所需要的石灰石是從附近的石灰石礦採集，運輸至金字塔處搭建成的。不過法國工程師約瑟夫·達維多維茨（Joseph Davidovits）提出了新的觀點，他認為建造金字塔的石灰石並非天然石，而是由人工澆築的。這樣一來就可以化整為零，建造金字塔時只需將攪拌好的石灰石澆築模具中待其乾燥即可。

這樣的說法是否正確呢？

吉薩金字塔。圖片：Ricardo Liberato / wikimedia

為驗證達維多維茨的觀點，考古物理學教授揚尼斯（Ioannis Liritzis）想到或許可以檢測金字塔石灰石的成分來判斷真偽，相關研究發表在2008年的《文化遺產雜誌》（Journal of Cultural Heritage）上。

揚尼斯教授檢測了埃及吉薩建築樣品的礦物學特徵及化學成分。結果顯示，未檢測到澆築必須採用的聚合物材料，且石灰石中的貨幣蟲化石完整性較好，貨幣蟲化石的分布與它們在海底中的堆積情況一致。這證明，建造金字塔所用的石灰石應該是天然形成而非人工澆築的。

金字塔建築材料中的貨幣蟲化石。圖片：Pierre Thomas

見證蒼海桑田

記錄金字塔等古迹的建造歷史，只是以貨幣蟲為代表的有孔蟲們的貢獻之一，它們能做的遠不止這些。有孔蟲演化速率快，且死後常能留下石灰質外殼，所以常被作為不同地質時期的指示生物。

西班牙烏爾巴薩山脈（Urbasa）上的貨幣蟲化石。圖片：Theklan / wikimedia

有孔蟲也能被用來重建海水溫度。這是如何做到呢？其實大部分生活在海洋中的有孔蟲都曾經受海洋環境的影響——在有孔蟲生長過程中，它們吸收海水中的鈣（Ca）、鎂（Mg）等元素來構造它們的外殼。

通常來說，一定溫度下，海水中的鎂/鈣比值是固定的。而實驗證明，有孔蟲外殼中的鎂/鈣比值會隨著海水溫度升高增加，這是因為鎂離子置換碳酸鈣中的鈣離子是吸熱過程——當溫度升高，鈣離子被鎂離子置換得越多，外殼中的鎂離子就越多。通過計算，我們可以得到不同鎂/鈣比值下海水的溫度，再結合不同地層發現的有孔蟲化石中鎂、鈣含量，我們就可以得出當時的海水溫度。