进化思想的地质记录

我们对地质记录的迷恋源于将过去存活的物种以化石的形式保存在地球地壳中。为了适当地评估化石的相关性，我们必须首先了解这个记录是如何形成的。确定地球的悠久历史是现代地质学先驱者取得的重大成就之一。

岩石的形成从一开始就存在，而化石的形成则从生命开始就存在。侵蚀、风化作用、沉降、抬升、火山活动、搬运、物理风化和气候变化都会导致岩石的形成。

地质记录

在这些活动中，泥土、沙子或石头被带到洼地、湖泊或海洋的底部并在那里堆积。偶尔，许多物种会死亡并被埋在这些水池的底部。沉积的物质随后压实和硬化，产生包含生命痕迹（以化石形式）的岩石层或地层。

对成层岩石的性质和分布的研究可以构建岩石采集区域的地质历史。通过研究岩石，还可以确定岩石形成的环境条件并估计其年龄。我们如何知道岩石有多老？地质学家使用两种方法来测定岩石的年龄：相对年代测定和绝对年代测定。这些方法将在以下小节中进行讨论 -

相对年代测定

相对年代测定法是基于岩石在地层或连续岩层中的位置。含有动植物残骸的沉积物逐渐沉积在海洋和其他广阔的水体中，最深的岩层应该是最古老的，最表层的岩层则是最新的。然而，之后可能会发生变形，导致地层倾斜或倒置，因此必须使用其他标准，例如岩床分级。

威廉·史密斯是一位土木工程师，他开发了相对年代测定方法，发现不同的化石组合可以区分不同的地层。这一发现可以确定距熟悉地点数千公里外的岩石的年龄，即使岩石类型发生变化。化石在地球历史上从未再次出现，因此化石和岩层叠加在确定岩石年龄方面的意义重大。

绝对年代测定

放射性测年法可以确定岩石和化石层的绝对年龄。这种方法基于这样一个事实：地球地壳中包含的放射性同位素以明确且恒定的速率衰变为稳定的非放射性元素。因此，它们构建了一个可以计时放射性时钟。放射性测年法，通常称为放射性测年法，是基于这样一个事实：每种放射性同位素都有一个独特的“半衰期”。

放射性同位素的半衰期是指一定数量的同位素衰变一半所需的时间。例如，铀 238 的半衰期约为 45 亿年。在此期间，只有铀分子的一半会衰变，形成铅和氦。铅的原子量为 206，是铀 238 的最终衰变产物。

科学家可以通过比较母体放射性物质与衰变产物的百分比来测量岩石样品的绝对年龄。钾 40 和碳 14 是用于放射性测年的其他两种同位素。放射性碳的半衰期为 5760 ± 30 年，因此可以确定灭绝物种的骨骼、木材或其他含碳遗骸的放射性碳含量。

然后，新鲜组织中的平均含量与化石中的含量之间的差异被归因于放射性衰变，并且根据已知的半衰期确定化石的年龄。随着多种测年技术的出现，可以确定岩石及其内部化石的年龄范围，从十几万年到几百万年。

地质年代尺度

古生物学家根据地层证据构建了一个地质年表，并将地球的年龄划分为几个代、纪和世。他们已经估计了主要地质时期的相对持续时间（以百万年为单位）。从不同岩层获得的化石记录向我们展示了主要物种群体的首次出现时间。它还暗示了几个现存物种的可能祖先和近亲。

地质年代尺度是按照年龄顺序排列的代、纪和世的排序。查看表格可以揭示一些进化真相。它表明，特定时期的居民只是前一时期的居民的一部分的后代。它还表明，许多物种和属消失了，没有留下任何后代，即它们灭绝了。

化石

化石的研究为进化提供了最令人信服和直接的证据。化石是过去物种的记录，通过埋藏在地质地层中而得以保存。痕迹化石是指表明生物体特征活动的化石。通常需要复杂的元素，例如脊椎动物的牙齿和骨骼、无脊椎动物的贝壳和骨针以及木本植物的部位才能形成化石。保存在细粒沉积物中的精细部分是不寻常的。然而，化石记录并不是一个完美的地质记录。在整个历史上，数百万生物中只有极少数被保存为化石，而且大多数生物无法形成化石。

责任是指确定一个人是否对另一个人的行为负责。地球历史上的每一个时期对于产生和保存沉积岩都不一定同样有利。然而，某些物种（例如马、骆驼和大象）的化石记录非常完整，以至于当按时间顺序排列时，可以产生一个完整的系列，从中可以显示它们的进化。

结论

地质记录是保存在地球地壳中的化石记录，由侵蚀、风化作用、沉降、抬升、火山活动、搬运、物理风化和气候变化形成。地质学家使用两种方法来测定岩石的年龄：相对年代测定和绝对年代测定。威廉·史密斯开发了相对年代测定方法。史密斯发现化石可以用来确定距熟悉地点数千公里外的岩石的年龄。

绝对年代测定是基于放射性同位素的持续衰变，而放射性测年法是基于放射性同位素的半衰期。地质年代尺度确定岩石和化石的年龄。古生物学家已经构建了一个地质年表来估计地球的年龄，化石为进化提供了直接证据。痕迹化石表明生物体特征活动，但由于缺乏保存，化石记录并不完美。

Utkarsh Shukla

更新于： 2023年4月20日

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