今天就让我们一起翻开地球这本最厚重的史书，读懂地球的历史。而翻开这本书的钥匙就藏在我们脚下最普通的岩石里。我们手上正好有一块石头，先请大家观察一下这块石头它有什么特点。它是深灰色的，一层一层的，而且石头里为什么会有生物？这就是一块沉积眼里的化石。那问题来了，科学家怎么知道他生活在多久以前地球有46亿年历史，我们该如何系统研究它？带着这四个问题我们一起来找答案。我们先来看这块岩石，裸露在地表的岩石在风化作用下发生机械破碎或化学分解，产生的碎屑物质经风力、流水等外力侵蚀搬运，最终在地势低洼处沉积下来。这些松散的沉积物在经过压实交接，最终固结成岩，这就是沉积岩的完整形成过程。沉积岩一层一层堆叠就形成了地层，地层就是具有时间顺序的层状岩石。这里要划重点，不是所有层状岩石都能叫底层核心判断标准是看它是否记录了时间先后顺序。在地壳没有经历强烈构造扰动的前提下，地层遵循地质学最基础的原则，地层层序律下老上新。这就像一本没有被人翻乱的书，越往下翻，历史越古老，地层搭建起了环境变迁的骨架，但真正帮我们判定年代、读懂生命故事的，是藏在岩层里的化石。化石是保存在沉积岩中的古生物遗体或遗迹，经过矿质充填、置换、碳化等石化作用才得以保留。这里有一条关键的生物演化律，必须记住，同一时代的地层含有相同或相似的化石，不同时代的地层化石呈现由低级到高级、由简单到复杂的不可逆演化序列。这条规律在野外考察怎么用？我们来看课本上AB两地的地层剖面图，对比发现，A地最上层的这套地层在B地直接缺失了。这说明什么？B地有两种可能，第一，B地当时地壳抬升，处于侵蚀环境，根本没有接受沉积。第二，低地曾经沉积了这套地层，但后来地壳上升，被风化剥蚀掉了。这也侧面印证了一个道理，生物的生存与分布深受古地理环境的制约。所以研究地层和化石，我们就能还原生命形态的演变，追溯生命发展历史，复原古地理环境。那一套理想完整的地层剖面会是什么样子？来看这张示意图，从下往上依次是，含藻类化石的页岩、含腕足类化石的页岩加粉砂岩、含三叶虫化石的石灰岩、含鱼类化石的页岩、含两栖类化石的砂岩、含恐龙骨骼化石的砂岩、含剑池虎骨骼化石的砂岩。从简单藻类到哺乳动物，一部浓缩的生命演化史就此铺开。但真实野外几乎找不到这么完美的地方。构造运动会把岩层错动变形。比如图中这套地层被一条逆断层错断，右侧上盘被向上推挤，古老地层与年轻地层并排摆放，原生层序被打乱。此时右侧上盘出现了藻类鱼类，左侧下盘却是两栖类恐龙。按照正常顺序，鱼类比两栖类古老，岩层位置颠倒了。我们怎么判断年代？答案就是标准化石。无论地层怎么断裂，错动生物化石的演化序列永远不变，枣类腕足类、三叶虫、鱼类、两栖类、恐龙、哺乳动物。岩层可以被推乱，但化石演化顺序是亘古不变的标尺。顺带提一个常识，不是所有岩石都能保存化石，岩浆岩温度极高，生物遗体无法留存。变质岩经高温高压改造，化石大多被破坏，只有沉积岩环境温和，最易保存化石。刚才那套地层除了记录演化岩性，搭配化石，还能反推古环境。暗色页岩代表还原环境，水体安静缺氧如湖泊或深海。沙岩代表高能动荡环境。如何流浅海或三角洲？石灰岩多形成于温暖清澈的浅海大陆架。在看化石，三叶虫是古生代海洋标准像，珊瑚只是温暖浅海鱼类，直接说明这里曾是水域盐性加化石组合等于完整的古地理环境拼图。这就是地质学的经典思维，将今论古，用现在观察到的规律去推测远古发生的过程。总结来看，研究地层与化石有四层核心意义，第一，确定相对年代，搭建地质年代框架。第二，还原演化顺序，理清生命由简单到复杂的脉络。第三，复原古环境，还原古气候、古水体与沉积环境。第四，推断地壳运动，地层缺失、错断褶皱都记录着地壳升降时，手握地层和化石这两把钥匙，科学家建立了地质年代表，也就是地球的户口本。年代名称多，不好记，直接记口诀，明太原寒傲志尼石炭，二叠纸三株白，古心境。第四季。很多同学看地质年代表插图，前寒武纪画的很窄，以为很短。我们做个时间压缩实验，把地球46亿年压缩成24小时，前寒武纪占了超过22个小时，而至人只出现在这24小时的最后一秒。如果地球历史是一本500页的书，前450页连一条鱼都不会出现，请重点记住这四个改变地球命运的关键时间节点，46亿年前，地球诞生。5.41亿年前，寒武纪生命大爆发。2.52亿年前，二叠纪生物大灭绝吞没96%的物种。6600万年前，恐龙灭绝为哺乳动物和人类的崛起腾出空间。