财讯：震惊，一年竟有424天！

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资料来源:中国科学院地质地球站

一转眼年馀额就少了。 特别是今年感觉特别快。 就好像从去年冬天变成了今年冬天。

但是，面对如山的科研压力和满地的头发，总是希望能在一年的最后时间里慢慢度过，一年能为我们浪费几个月。

在5亿多年前的寒武纪时代，一年有424天！ 今天多了两个月，对应的每天时间也变短了。 这个惊人的发现多么是通过对古生物学的注意得到的。

成长习惯是指生物长期与环境相互作用形成的生活习惯和生态习惯。 生态习惯是生物的固有属性，生活方式是生物可以良好生存的生活环境。 因此，生物习惯的变化可以很大程度上反映环境的进化，把这种做法应用于古生物将起到很大的作用。

生物的生长离不开生活环境的制约，地球自转、公转、气候变化、四季更替等变化对生物有周期性影响。

树上有环，节上有节。 不同的生物习惯记录了很多复杂的环境变化，不同的环境变化也能给生物留下深刻的记录。

许多生物表面都有类似“树木年轮”的记录，清楚地记录了地质历史时期沧海桑田的变迁。 90年前，马廷英( 1933 )观察到珊瑚的生命线反映了海水水温的季节性变化，发现远离赤道的珊瑚在结构上反映了季节变化，古生物学在研究环境进化方面发挥了先驱作用。 关于化石时间记录的研究，到20世纪70年代为止被尹赞勋院士定义为“古生物钟”，用于研究地球环境的记录，这个名称也得到了学术界的一致赞同。

接下来，介绍人们是如何认识古生物钟，如何用古生物钟解开地球进化的惊人大事件。

古生物钟

植物开花的结果，唤醒了动物的冬眠，自然界的生物为了完成自己的使命，总是按班进行生物活动。 就像每个生物心中都有永远的时钟一样，永远提醒我们应该在季节里完成什么样的工作。 这些生长活动反映在生物上可能会产生周期性的痕迹，就像树木的年轮一样，这样的痕迹被称为生物钟。

古生物化石也同样具有的生长周期的痕迹，随着生物体化石化而被整理保存，这些痕迹被称为“古生物钟”。 古生物钟记录了这些生物当时的成长新闻，为解读地质历史时代环境的进化提供了重要依据。

珊瑚化石往往是完全残留的，像现代珊瑚一样对海水环境要求严格，生长容易受到环境变化的影响。 因为有很多人想利用珊瑚化石的发育状况恢复古气候带。 珊瑚生长层具有周期性规律，反映季节变化，具有与树轮相似的特征。 因为这种珊瑚也被称为“海上树轮”。 珊瑚出现在奥陶纪迅速发展，化石往往很完善。 因此，研究地球历史环境的一些变化是因为珊瑚经常是有利的工具。 珊瑚化石的研究处理了连物理学家都没有证明是白色的地球自转问题。

古代地球的自转拼图

地球每绕太阳一周经过365个昼夜，准确地说恒星年是365天6点9分10秒，自人类记录时间以来，每年都没有这么大的变化。 但是随着科学研究的深入，从18世纪开始地球物理学家和天文学家发现了问题。

通过注意月球绕地球公转的长时间，我们发现月球的公转速度越来越快，有缓慢的加速度。 起初，人们认为引起这种缓慢加速的理由有两个。 一是因为月球本身的加速或地球自转变慢。 可以认为拉普拉斯月的加速是因为太阳作用于月球轨道的偏心率，月球上黄经有加速度，产生了长周期的扰动。 也有看法认为地球自转的减速是因为太阳潮汐的摩擦长。

时间众说纷纭，没有定论，这个争论一直持续到20世纪。 人类300多年来根据日长的正确记录和分解，发现每100年每天增加1.6毫秒。 以这个增长率，12亿年前，一天只有18.8小时。 这表明地球的自转速度正在逐渐下降。

地球老了，她越来越晚了。 但是，没有物理学家能拿出正确的证据来解释这种现象。

珊瑚礁告诉了我们一切

那天，当文学家和地球物理学家面对这个问题痛苦得无法解释时，古生物学家拿着珊瑚化石站了起来，打破了这个困境。

1963年，wells发布了重要的nature副本。 他发现现代珊瑚中一年约有360条细成长线，指出这些成长线实际上可能是每天成长周期的标志。 wells还研究了产生于泥盆纪和石炭纪的良好标本。 他发现石炭纪珊瑚的年增长率为385-390次，泥盆纪珊瑚的年增长率为400次左右( 385-410条之间)。 与用天文学方法求出的各地质时期每年的天数大致相等。

寒武纪计算为昼夜20.8小时、泥盆纪21.6小时、石炭纪21.8小时、三叠纪22.4小时。 白垩纪23.5小时。 现在是全天24小时365天。 如果知道每年天数的变化，就可以利用注意化石的成长线知道的每年天数来明确地质时代。

这个复印件一登场，就受到天文学、地球物理学、地质学等多方面的学者们的好评，说明从实际开始地球自转就变慢了，每天都在增加。

wells把古生物估计和同位素的退休结果结合起来，绘制了如下图。 其结果符合天文学推测的每年的天数进化！

之后，scrutton在1965年讨论了珊瑚化石脊生长的意义。 朔望月是表示潮汐变化、反应海水环境、作用于珊瑚生长结构的一个月周期。 朔望月珊瑚生长沟之间的带，每次经历春秋都生长脊。 于是scrutton发现在好的中泥盆世珊瑚标本中，两个隆起的脊之间正好有13条沟带，即证明一年有13个月，对应于正好计算，中泥盆世每年有13.04个月，一年有399天

除了珊瑚，很多化石也存在明显的生长纹。

例如，两壳类动物在两壳的壳饰上有明显的生长情节。 bonham(1965 )研究太平洋比基尼岛附近的大砧矶( tridacna gigas )时，在切面发现了两处生长层是50年代两次核爆炸的放射性条件。 在之后的研究中，发现了通过刻槽记号两壳以节奏成长的规则。 但是，遗憾的是，两壳关闭会阻碍壳的生长，因此无法根据两壳的生长筋正确评价过去的时间变化。

头足类生物有更明显的生物纹。 鹦鹉螺是典型的头足类生物，从4亿年前的鄂尔多维斯纪就已经存在，现代印度洋西太平洋珊瑚礁水域还存在幸存者，因此可以很好地面对过去的样品。

现代鹦鹉螺壳内两张隔膜之间的生长线数量基本一致，平均有30条生长线，与太阴月( 29.53天)基本一致。 关于奥陶纪以来鹦鹉螺壳内生长线数的变化，也证明了每月的生长线数处于不稳定的减少过程，地球的自转速度很慢。

另外，菊石、角石、矢石等灭绝的头足类动物也有发育良好的生长纹。 通过对古生物钟和生长纹的研究，研究者总结了奥陶纪以来地月参数的一些变化，得出了月球远离地球的结论。

但是，最新的研究认为鹦鹉螺这样的动物纹层没有反映环境的周期性变化，如果在现代实验室培养条件下注意鹦鹉螺的培养，鹦鹉螺的各气室不是相互的，而是在之间生长，随着气室的增加，所需的生长期也变长。 例如，鹦鹉螺在生长初期形成一个腔室大约花了两周，最后几个腔室的形成花了六个月。 鹦鹉螺壳的条纹状螺钉也只是装饰作用，与周期性变化无关，因此头足类的生长条纹对于评价每年的天数不太有用。

叠石续传奇

多个生物生长纹在研究每年的天数方面发挥了不太积极的作用，但人们对古生物钟的研究没有停滞，中国古生物学家在其后发挥了重要的作用。

元古宙广泛分布的叠层石是极强的工具，在中国北方前寒武的碳酸盐岩地层中常见有具有层状结构的岩石。 那是原始藻类不断粘结沉降形成的有纹层的化石，层规则生长的叠层石像书画一样记录了几十亿年前寒武纪环境的一些变化。 即使在今天，澳大利亚鲨鱼湾等地也有持续生长的叠石，这些藻类生物从38亿年前开始出现。

最初pannella(1972 )肯定了层叠石的古生物钟作用，但层叠石的纹多而杂，不太能区分它们是每天的变化层还是每月的变化层，只有层叠石有日生长纹的情况下才能评价太古的日平均长度。 通过今论古思想，发现层压板的生长相对于现生藻类的生长规律是日晷的。 因此，pannella非常小心，将层压板的生长纹分为5个阶段。

之后，曹瑞骏( 1991 )在天津蓟县雾迷山组发现藻席pseudogymnosolen叠石交替生长的生物礁，发现叠石指示日、月、季三级周期，首次推测12亿年前地球每月天数为40~49天。 据此，天津地质矿产研究所推论了5个地区的沉积岩研究，5台山滹沱群的沉积时期平均为460多天。

根据曹瑞骏对周口店地区铁岭组叠石的研究和天津地矿所朱士兴和黄学光教授对天津蓟县雾迷山组叠石纹层的c、o同位素值测定，10亿年前地球的一年至少为516±20天，12.9±0.5个月，一个月为40多天，1 由于叠石的年代久远，每年的日长评价延伸到前寒武期，极大地推动了古生物钟的迅速发展。

许多类似的古生物钟值得研究，但受样品数量和年龄限制不适合研究地质历史时期每年天数的变化，但仍具有非常重要的古环境意义。 例如，在生物牙齿的切断面、鲨鱼脊骨的切断面、龟壳的生长纹、有角的生物的切断面、腕足的生物壳饰等上，可以看到层成长的痕迹。 这些生物钟记录了这些生物的生命历史，也证实了地球环境的变化。

单一生命反应的这些变化很微小，可能没有规律，但累积的记录可以清楚地看到，从量到质，前寒武纪有生命后，地球想传达给我们。

一点猜想

关于古生物钟能不能记录地质环境的变化，还有一点争议。

多次内生论是指某生物体遗传性地像表一样，具有周期性地开始的循环周期，不受外界的影响(如生物周期说)。 。 在外生论中，多次生物看起来像带弦的表，主要原因是受到外来有节奏的刺激信号，温度、水分、地球自转等成为信号的来源。

尽管许多事实和统计学数据得到了外生论的支持，古生物钟的科学成因至今仍是古生物学家努力的方向。

根据地球自转速度变化的导出很容易知道地球自转越来越慢，但如果把时间往前推进，研究12亿年前地球的特征，就会发现可怕的事件。 每年的天数变化与时间有良好的线性关系，因此地球形成初期的地球自转速度可能非常快。 一天可能只有四个小时。 一年有2190天。

另一个可怕的事件是，如果把估计的时间延长到未来，地球总有一天会到暮年，她不能自由自转，只靠太阳的公转就失去了自立能力。 地球被太阳潮汐锁定的时候，停止自转，一面永远是极地，一面永远是炎热的干燥！ 那天可能需要100多个小时，但生物的工作时间也发生了戏剧性的变化，每个人的工作时间无情地延长了好几倍(当然，那时人类可能找到了新的栖息地……)。

当然，所有这些假设都比较幻想，有很多前提条件。 比如，我们会引起一点估计上的误差，比如地球公转的时间明确，太阳的性质总是没有变动等。 事实上，46亿年是一个极其漫长的过程，其中许多是现在不太可预料的变量。

为什么地球自转越来越慢？

这个事件一直没有定论，很多人认为地球可能因长期太阳潮汐对地球的摩擦力而减速。 有些人认为地球本身的能源消耗是地球在变老。 有人认为，由于地幔最深处钙钛矿的导电性差异，地球的自转速度周期性变化，每10年从千分之三增加或减少千分之四秒。

但是，毕竟对于地球乃至自然界，人类还不能进行很多未知的处理，越来越多的地球科学家在努力，前我需要处理越来越多的秘密。