几亿年前的温度怎么测？别告诉我用温度计！

“今天的温度是多少？”只要看看温度计，你就能马上回答。然而，如果我问你几亿年前地球的温度是多少，你肯定会感到困惑。你会觉得奇怪:几亿年前怎么能测量温度？有这样的温度计吗？

吐鲁番火山脚下的金带温度计(图片来自电子版的《春城晚报》)

温度测量技术的突破

在征服自然的长期实践中，人类创造了许多测温技术和各种温度计。早在100多年前，英国医生艾伯特就发明了玻璃水银温度计。近几十年来，温度计家族中出现了许多新成员，如热电角温度计、金属电阻温度计、晶体管温度计等。他们有各种类型，不同的表演，都有非凡的技能。然而，这些温度计只能测量当前的温度。如果他们在数亿年前测量温度，他们将无能为力。

测量室外温度(网络图)

那么，在古代有什么方法可以用来测量温度呢？1947年，美国科学家尤里和比尔彻森首次发明了地球化学测温技术。尤里和他的研究小组分析了几百万年前一种动物的化石外壳，发现这种动物出生在夏天，总共活了四年，然后在春天死去。1961年，另一位科学家艾米利亚尼(Emiliani)研究了取自海底的岩芯中的有孔虫壳化石，发现地球海洋的温度约为7℃3000万年前，约为6℃1000万年前。

灵敏同位素温度计

几亿年前的温度随着时间而变化。为什么现在可以测量它？事实上，所有物理和化学变化、生物、大气、海洋和地壳活动都与温度密切相关。科学家告诉我们，如果我们能找到地质历史上温度变化在地球上留下的痕迹，我们就能知道当时的温度。从地球化学氧同位素分析开始，人们终于找到了测量古温度的可靠方法。

任何学过化学的人都知道氧气是一个大家庭。根据氧核中中子的数量，它们分别被称为氧16、氧17和氧18。兄弟们有不同的脾气和天性。其中，氧18的核反应能力远远高于氧16和氧17，但其数量极其稀少。根据统计，在自然界中，每形成500个氧16，仅产生一个氧18。然而，你不应该低估它。正是这少量的氧气给了人们很多帮助。因为在自然界中，氧同位素的比例随着温度而变化。当生物活着时，它们体内氧同位素的比例与生活环境温度有一定的关系。一旦这些生物死亡，它们体内的同位素比率将不再改变。几亿年后，这些生物的遗骸变成了化石。人们只需要通过化学方法从化石中提取氧气，然后测量氧气16与氧气18的比率，就可以知道当时这些生物生活的环境温度。你看，氧同位素的比率真是一个敏感的温度计。

确定海洋的古代温度

你可能会问，用这种方法测得的温度准确吗？我告诉你，现在，就测量地质历史中的温度而言，除了氧16和氧18的比值法之外，科学家们还发现了一些了解古代温度的其他方法。通过这些方法，人们可以测量相对温度，并分辨出寒冷和温暖的天气。例如，取自海底的岩心记录了海洋中各种古代生物的数量，而古代生物的数量与当时的海洋温度密切相关。海里生活着许多生物。海水的温度将不可避免地影响各种生物的数量。海洋中有孔虫属有一些敏感种，温度高时数量多，温度低时数量大幅度减少。

地质专家正在观察核心(图片来自新浪博客)

科学家还发现，海洋中有一种敏感的蛔虫，对温度和寒冷的变化特别敏感。如果计算出它的数量与有孔虫总数的比率，就可以计算出当时的海洋温度。计算结果表明，高比值与冰期的温水有关，低比值与冰期的冷水有关。

更有趣的是，壳的螺旋方向也与温度有关。你可能不会注意到今天螺丝外壳的转动方向。然而，科学家已经注意到，所有右旋截头圆锥形辐射状蠕虫的外壳都与较温暖的环境有关。左手壳与较冷的环境有关。因此，圆盘的古代温度可以从螺旋外壳的左右圈数的比率中推断出来。

近20年来，地球化学测温技术发展迅速，日趋完善。科学家们使用了各种测试方法来逐步找出不同地质历史时期的地球温度。他们告诉我们:1亿年前，地球海洋的平均温度是21℃，1000万年后，它慢慢下降到16℃，1000万年后，它又上升到21℃，然后逐渐下降...