0016 石头也疯狂
星空中的人最怕什么，最怕挖到看似不属于该时代的文物，比如三星球的文物，长得跟穿越过来的一样。
对此若水慢慢地表示，早已经习惯了，只要见识过史前海洋生物化石的，再看见什么都不会新奇。
七七啥没有经历过？连3亿年前的“螺丝”都见过，还是镶嵌在陨石里面的“螺丝”。
三星球有个的神奇文物，仿佛是外星文明的“螺丝”，代表了生命演化史上热闹的海洋世界。
那时一个充满创造力的时代，生物们展现了自己无限的演化潜能，告诉了后世的人类，生物多样性到底是怎么一回事。
细看这颗“螺丝”，回到亿万年前的地球海洋。远古热闹的海洋3亿年前的螺丝，这意味着什么？
要知道，最早提出螺丝这个概念的是地外星2000多年前古希腊的阿基米德，真正将螺丝生产出来，已经是地外星18世纪的事情了。
3亿年前，地外星还处于石炭纪，这个时候脊椎动物才登陆不久，正处于两栖形态。
植物在陆地上肆意生长，整个地球的含氧量达到历史新高。
节肢动物制霸着陆地，是名副其实的“巨虫”。
石炭纪的陆地，一派生机勃勃，但没有任何文明。敢问这样的时代如何诞生螺丝？更令人百思不得其解的是，这截螺丝镶嵌在一枚陨石里面，仿佛在说，它是天外来客。
那么这枚螺丝真的是哪个星星人们的杰作吗？
根据螺丝进行了成分分析，分析结果显示它生前是有机生物，难道是建国之前动物成“螺丝精”了？
恐怕不是，因为古生物学家们很快找到了螺丝的真身，一种史前生物——海百合。
百合是一种植物，海百合是开在海里的百合花吗？
并不是，海百合是一种动物，在寒武纪物种大爆发的时候就已经出现，算是元老级生物。
更神奇的还是，直到今天，海百合依然存在地外星，在这个星球上现存有600多种。
石炭纪是海百合最繁盛的时代，它们遍布当时海洋的每个角落。
海百合虽然属于棘皮动物，但是却长得非常像植物，仿佛是水中绽开的百合花一样。
海百合的“根”将它们固定在海底、礁石、甚至生物的遗骸上。
海百合的触手组成了“花瓣”，在水中摇曳，这并不是它在跳舞，而是它在利用这些触手搜刮海洋中的营养物，比如浮游生物、海藻等。
连接海百合“根”以及“花瓣”的自然就是它的“茎”，它是海百合的身体，“花瓣”获得的营养会通过它输送到每个细胞。
为了加固自己的身体，海百合将“茎”进化成了环节状，就像洗衣机的排水管，可以伸缩，这样有助于它们扩大捕猎范围。
海百合并不像植物一样不挪窝，有些种类是会在海中自由游动的，前往食物更加丰富的海域。
作为无脊椎动物，海百合就像一坨会游动的美味。
石炭纪的海洋里充满了各种鱼类，它们的下颌早已经进化完全，可以一口吃下柔弱的海百合。
因此有一部分海百合像刺胞动物们学习，进化出了毒刺。
作为无脊椎动物，海百合如果死亡，最先腐烂的就是它的触手部分，而最容易被保留下来的，恰恰是它的“茎”。
只不过很多海百合化石是平面的，看不出“茎”是螺丝状，这枚陨石的海百合是难得的“3D立体”。
专家推测，这截镶嵌在陨石中的海百合，很有可能是天外来客撞击地球，刚好这一块陨石撞在了浅海。
由于在大气中摩擦生热，陨石处于炽热的状态，砸的这一下就把海百合给包裹了进去，海百合自然是当场就死亡了。
之后陨石冷却，把这一截海百合的遗骸一直封锁在里面，直到3亿年后，才被人类发现。
随便一颗陨石都能砸中海百合，可想而知在石炭纪的海洋里，海百合是多么繁盛。
远古的海百合种类就有3000种以上，并且触手的模样多种多样。
海百合的“花瓣”并不只是像百合花，还有像蕨类叶子的、像菊花的，甚至还有像香菜的。
鉴于这些植物出现的时间都比海百合晚，我们有理由相信，它们才是“盗版”，海百合是“正版”。
海百合只不过是石炭纪巅峰的冰山一角，在这个时代，创造了很多生物历史之最。
巅峰石炭纪，石炭纪是古生代的倒数第二个纪，也是生物演化的关键时代，在这一时期，哺乳动物的祖先始祖单弓兽真正踏上了陆地。
另一方面，恐龙、鳄鱼、翼龙、海洋爬行动物的共同祖先，也在同一时期登陆。
它们的后代，将开启接未来2亿多年的相爱相杀。
石炭纪时代，是名副其实的节肢动物的时代，又被称为“巨虫时代”。
石炭纪的巨虫，天空中飞翔着翼展接近一米的巨型蜻蜓，翼展半米的巨型知了，还有石炭纪的巨型蜘蛛，如果它还活着，将会以猫为食。
此外还有巨型马陆、巨型蜈蚣，体长在3米左右，就是那个时代的蛇。
由于当时的脊椎动物大部分还处于两栖模式，这注定了它们无法离开水太远。
于是昆虫们捷足先登，率先进入到了内陆地区，享受了更多的资源。
为什么这些节肢动物们长得这么巨大？
巨脉蜻蜓，原因就在于氧气含量。石炭纪的氧气含量在35%到40%，远超我们今天的大气。
像昆虫、蜘蛛这样的动物，它们的体型大小很依赖于氧气的浓度，氧气浓像昆虫、蜘蛛这样的动物，它们的体型大小很依赖于氧气的浓度，氧气浓度越大，它们的体型就越大，相反，则越小。
石炭纪不仅是动物演化的一个巅峰，也是植物演化的巅峰，这一时期，裸子植物开始取代各种蕨类，成为了植物中的扛把子，形成了真正的木制组织。
这让裸子植物能够长得更高大，被埋入土地后也不会快速腐烂，进而生成一种能源——煤。
你们现在开采的煤炭资源，有一半就是来自石炭纪的树木。
然而，盛极必衰、物极必反，如此高的氧气浓度，必定不全是好事。
石炭纪结束，在石炭纪末期，地球上频繁发生火灾。
因为茂密的森林将大气中的二氧化碳吸收，经过光合作用将其转化为纤维素等有机物固定在树干内。
这些碳一时半会儿回不到大气中去，慢慢了大气中的氧气逐渐占据上风。
氧气是极好的助燃剂，石炭纪的空气在这样的情况下，十分“易燃易爆”。
有时只需要一个闪电，一点高温，就能让陆地上的森林被点燃。不仅是树木被点燃，那些暴露在空气中的煤层也被引燃。
石炭纪的森林大火，石炭纪末期，地球犹如一片火海，某种程度上讲，这是在增加二氧化碳，恢复碳平衡。
很快，生物们被一场全球变冷席卷，雨林崩溃、海平面下降，海百合在这场浩劫中备受打击。
从那之后，海百合的种类开始下降，逐渐失去了自己在海洋中攻占的地盘。
但是作为地外星生物的最初版本，海百合保留有生命初始型号的优点，那就是牢牢占据底层生态位，这样就能保住自己的基本盘，不怕被灭绝一锅端了。
如今幸存的600多种海百合，分为无柄海百合和有柄海百合，它们延续了祖先的生活模式，要么固定在海底，要么随波逐流。
它们曾经存在过，一些种类的海百合身上还能看见像螺丝一样的环节，这是它们对初心最好的坚守。
研究在寒武纪生命大爆发最初期温暖“文石海”中首次发现低镁方解石质贝壳，并且首次在最古老贝壳化石中发现控制矿化的有机基质的化石保存。
“寒武纪生命大爆发”是指几乎所有已知动物门类在寒武纪早期（距今大约5.4-5.2亿年前后）快速出现的重大生命演化事件。在这个时期，早期动物的祖先代表几乎同时且独立地获得分泌矿化骨骼的能力，这与前寒武纪非矿化的复杂宏体多细胞生命（埃迪卡拉型生物）形成鲜明对比。矿化骨骼的出现不仅使得地球海洋生物圈面貌发生重大转变，同时也从根本上改变了海洋生物化学循环模式，标志着以动物为主导的显生宙现代海洋生态系统演化的开始。具骨骼动物在寒武系地层中的爆发式出现是寒武纪生命大爆发最直接表现之一，自达尔文时期便一直困惑着演化古生物学家，学术界称之为“达尔文的困惑”。
研究人员深入扎夫汗盆地，在对该地区前寒武-寒武系沉积地层开展高精度综合地层（古生物化石-碳同位素-岩相学）划分对比基础上，从寒武系最底界（纽芬兰统幸运阶，约5.35亿年）识别出最早的软体动物（太阳女神螺类）贝壳化石。寒武纪初期为温暖的文石质海洋（现代海洋Mg/Ca摩尔比为5.2，弱矿化无脊椎动物、钙化藻类、鲕粒及非骨屑沉积物胶结物等易于形成文石和高镁方解石矿物）。高分辨率扫描电镜拍照显示，控制贝壳分泌的有机基质在贝壳化石化过程中被磷酸盐交代，因此其形貌特征能够完美保存下来；通过进一步分析构成贝壳基本矿物单元的形态、生长方式以及与现生贝壳的比较研究，研究人员确定该最古老的太阳女神螺贝壳是由方解石质简单棱柱层微细结构构成。
对寒武纪早期动物骨骼矿物组成的统计分析显示寒武纪初期软体动物贝壳全部为文石质，这往往被认为是受控于当时“文石海”的影响，而该研究从“文石海”中发现确凿无疑的低镁方解石质贝壳刷新了地人们对寒武纪生命大爆发时期动物矿化骨骼起源以及与古海水化学协同演化的传统认识，进一步突显生物因素对矿物类型和成分选择上的主导作用；同时，该研究也极大地推动了传统古生物学与现代生物矿化多学科研究的交叉融合。
若水童年发生过的很多事已经记不清了，但有一件事情却记忆犹新，那就是他们家里盖房子。那时候他一放学经常会蹲在角落里饶有兴致地看大人们砌墙，有时一看就是一下午。看他们娴熟的一手拿着砌刀，一手拿着砖头，砖头上抹上泥浆，敲一敲，再把另一块砖头放上，不一会一面墙就砌好了。家里大人们将一块块的砖头砌成一道道墙，而小孩儿就在砌成的“迷宫”里捉迷藏。好奇的我经常会询问大人们是如何“堆积木”的，他们这时多半会伸着满是老茧的手呵斥着把我赶走；但有时也会停下手中的活，点根烟，然后兴致勃勃地跟我讲其中的奥秘。“砌墙的时候水泥灰一定要抹均匀，并且砖头一定不能按照同一个方向堆砌，上下两层砖头需要呈十字形排列，这样砌成的墙才会更加牢固”。多少年后，父辈们一砖一瓦建起来的房子早已被真空社区所取代，但当年盖房子的情景却仍然历历在目。那可能是第一次从父辈们那里学到“交叉建造”的思维方式，并牢牢地记在了心里。多少年后当若水无意间发现5亿年前海螺的祖先竟然也有这种“交叉建造思维”的时候，深藏的记忆又被重新唤醒，一种莫名的亲切感油然而生。世上的事情往往就是这么的奇妙。
如果将地星生命演化38亿年的历史绘制成一幅画卷，你最想浓墨重彩、大书特书的是哪段地质历史和哪次生命演化事件呢？是小行星撞击地球与恐龙灭绝，还是冰川世纪与人类走出非洲，亦或仅仅是寒武纪温暖海洋中一只普通的三叶虫从生到死平凡的一生？……
地球地质历史时期划分为隐生宙和显生宙。隐生宙漫长孤寂，由微生物主导；显生宙要更显热闹，意味着在这个时期地球上有显著生命的存在，以寒武纪生命大爆发为开端。发生在5.4亿年前的寒武纪生命大爆发使得很多新生命形式，尤其是动物首次出现在地球上。这些动物与前寒武纪以埃迪卡拉生物群为代表的“软软的”多细胞宏体生物完全不同，它们首创了脑、眼、口、鳃等现代动物的组织和器官，并且开发了两侧对称、辐射对称、模块化分区生长等各种躯体构型模式，同时能够分泌构建各种各样的矿化骨骼，开启了以动物为主导的蓝色宜居星球演化历程。
寒武纪生命大爆发最直观的表现是寒武系地层中带壳动物的大规模出现，是名副其实的“壳的世界”。这些古老的骨骼化石个体微小，包括各类骨针、骨刺、骨片类型，古生物学家常常称之为“小壳化石”。矿化骨骼的出现一方面为动物披上坚硬的“盔甲”，发挥防御、捕食、运动等各项功能，保证早期动物在寒武纪生物演化的“军备竞赛”中始终处于优势地位，并一直延续至今，子子孙孙，无穷尽也！当然，这其中也不乏有很多动物门类只是昙花一现，仅生存于寒武纪的海洋中。尽管如此，但与人类演化600-700万年的历史相比，它们延续的时间也足够漫长和精彩。不仅如此，骨骼的出现也深刻改变了海洋生物化学循环模式，简单的讲，地球各类无机矿物元素以天然生物材料的方式由有机生物固定下来。
软体动物是最好的“材料学家”，能够分泌并利用各种生物矿物无疑是生命演化史上的一次飞跃。尽管圣人们们一直在努力探索生物利用矿物的奥秘，并在实验室内人工合成各种超轻-超强-超韧的高性能仿生材料，并开展医学应用，但与大自然天然的“材料学家”和“建筑师”相比，人类的创造力还远远不足，人们还在不断的从各种天然有机材料中寻找灵感。
软体动物是这其中的佼佼者。如果说节肢动物成功占据了陆地，那么作为海洋生态系统中数量最多的无脊椎动物类群，软体动物的演化无疑是成功的。这种演化上的成功很大程度上得益于它们矿化贝壳对各类环境的适应性和对内部软体组织的保护性。软体动物的贝壳是由外套膜上皮细胞分泌形成的由碳酸钙矿物和蛋白质构成的天然有机-无机复合材料。壳体生长过程中，碳酸钙（方解石和文石矿物为主）矿物的生长、定向、排列都受到有机格架的精密控制。因此，形成的贝壳要比无机的“纯”碳酸钙物在韧性、强度等方面要高出上千倍。
软体动物可以利用碳酸钙矿物（95%）和少量有机质（5%）构建多种不同的超微结构类型，包括各类交叉叠片结构、棱柱层结构、珍珠层结构、板片结构，等等。这其中，90%的软体动物贝壳（以腹足动物为主）由交叉叠片结构构成。
交叉叠片结构的起源与演变，尽管矿化的贝壳赋予了软体动物极为坚固的防护盾，但分泌贝壳却是一个极度耗能的过程。它们需要不断进食，优化能量消耗去向，从而最大化的满足矿化所需的能量需求。5亿多年前软体动物的早期祖先代表虽然经历了寒武纪生命大爆发时期的快速辐射演化，并开创了利用无机碳酸盐矿物建造贝壳的先河，但由于当时的海洋生态空间充足，生物捕食压偏弱，因此动物矿化能力整体处于较低水平（早期动物无需在寒武纪的原始海洋中打造现代化的坚船利炮）。这种低水平的矿化能力一直持续到奥陶纪生物大幅射时期，早期动物矿化能力达到新的高度，能够分泌形成高度矿化且结构极为复杂的壳体。
在这种情况下，一般认为软体动物珍珠层和交叉叠片这些高耗能和矿物晶体空间排布异常复杂的结构类型应该不会在动物起源和演化的初级阶段出现，而应该在奥陶纪生物大幅射时期巨大的生物捕食压驱动下，并在与捕食者激烈的“军备竞赛”中获得。
但就如显示的那样，事实并非如此——软体动物贝壳生来（起源）即高配，交叉叠片结构这一最复杂、分布最广的“高级”超微结构类型在“最原始”、“最古老”的干群腹足动物已经出现。
可以说，海螺的祖先已经能够打造它们后代引以为傲的高级盔甲。当然，该交叉叠片结构与现代类型相比略为原始，但仍能识别四级基本矿物结构单元，通过原始文石矿物在空间上错综复杂的交叉叠覆，极大的增强贝壳抗拉伸断裂的强度。同时少许的有机组分在微纳米尺度上与矿物相巧妙融合，又增加了贝壳的延展性和韧性。就这么简单，令无数生物学家和材料学家痴迷的天然有机生物材料诞生了。
历经五亿年，软体动物演化成为动物界的第二大门类。事后诸葛下，犹如早期智人走出非洲一般，Pelagiella发明交叉叠片结构是多么的不同凡响。
软体动物不是唯一的“材料学家”，初看寒武纪的生命，不亚于《星球大战》中各种造型怪异的外星生物一样好奇。它们当中，有些类群诸如海洋霸主奇虾、三叶虫早已名声在外，而有些则像软舌螺和软体动物一般选择做“低调的成功者”。
软舌螺动物是寒武纪海洋中的“草根明星”。它们起源于寒武纪生命大爆发初期，绝灭于二叠纪末生物大灭绝中，是软体动物的近亲（极有可能属于软体动物）。和软体动物大家族一样，软舌螺也能够分泌碳酸钙构建外骨骼。骨骼外貌与熟知的软体动物贝壳虽然迥异，但超微结构毫无二致。寒武纪软体动物贝壳已知的超微结构类型中，在同时期的软舌螺骨骼中亦有发现。骨骼超微结构的相似性是解决软舌螺这一疑难化石生物归属最直接、最可靠的证据！就矿化能力而言，软舌螺可不想输于它们的远房亲戚（软体动物）。Palaeontology一文告诉我们，寒武纪海洋中古老的软舌螺也能够分泌文石矿物构建复杂的交叉叠片结构。不仅如此，软舌螺交叉叠片结构的层级结构更为复杂，显示出更强的抗性和强度。虽然作为“草根”以及捕食者的“美食”，软舌螺动物也能打造高级盔甲，不想就此“躺平”于寒武纪的海底，而是争当寒武纪骨骼建筑师中的佼佼者。
有一个圣人说，蜗牛化石可以回答全新世温度变化之谜被善意调侃为：用冷门的古生物化石研究热门的全球变暖问题。不过换一个角度看，这也是对“冷门”的坚持不懈和对于“热门”的专心致志……。
先说热门，这个夏天，一浪接着一浪的高温，伴随着红色预警，从黎民百姓到各个团队，多少都感受到气候变暖的压力或不安。全球变暖已经成为近年来科学、社会、公众高度关注、大团博弈的全球性热门话题。
需要人有责任回答公众的关切和疑问，例如：过去的气候是如何变化的，目前的气候变暖有没有达到过去全新世(约1万年以来）最温暖程度？今后如何发展等等？这些都是无法回避的问题。
回答这些问题，科学界有两种途径：（一）地质记录；（二）古气候模拟。目前这两种途径产生了矛盾和分歧。地质学家依据近半个多世纪积累的地质记录，确认中全新世（大约8000～4000年）存在一个温度比今天高约2-3度的大暖期，4000年以后气候是持续降温的；但古气候模拟专家并没有模拟出这个大暖期，他们模拟出的结果是：1万年以来全球温度一直在持续变暖！这种分歧，被称为“全新世温度变化之谜”。
今天是过去的延续和投影，如果按照地质记录，4000年以来自然气候一直是降温的趋势，可以为应对人类释放温室气体引发的快速变暖，提供宝贵的缓冲时间。如果按照古气候模拟结果，1万年以来自然气候一直是升温的趋势，叠加上人类活动-温室气体的连锁加盟，那将是火上浇油！全新世地球温度到底是怎么变化的呢？事关人类社会的发展，备受关注。
古气候模拟专家相信，模型没有问题，因为利用这些模型的原理、算法等成功地支撑着今天全球的气象预警、预报和社会经济的发展。气候模拟专家开始从地质记录上找原因，认为地质学家利用地质记录重建的中全新世大暖期温度，主要受到夏季高温贡献的控制，而不是真实的年均温度信号。他们去除了夏季季节性偏差后的全新世地质记录温度变化趋势和古气候模拟结果是一样的，也就是说1万年以来全球年均气温确实是在持续上升的。有团队相宣布“有效地解决了”全新世温度变化之谜，“解决了困扰气候科学家多年的难题”。
但是，许多地质学家并不认这个账，因为眼睁睁看着从地层土壤剖面特征到各种气候环境指标，都指示中全新世要温暖得多，无法理解这些特征-指标主要是由夏季温度控制的，因为这需要其他三个季节更寒冷、才可以匹配上模拟的结果……；莫名其妙，但又苦于不了解古气候模型具体是如何运转的，对于部分气候模拟专家拐弯抹角认定地质学家辛辛苦苦重建的年均温度变化主要是夏季温度贡献的结论，很是委屈。自己的证据自己最了解，如何向学术界证明地质记录可以重建年均温度信号？是补偏救弊的关键。
这是一个需要专心致志论证的工作，从逻辑上：（1）可以首先通过现代过程测试、验证气候替代指标揭示四个季节温度变化的能力和可信度，进而建立定量的转换函数；（2）再通过地质记录替代指标转换出四个季节温度和年均温度在全新世变化的过程和趋势；（3）评估不同季节温度对年均温度随时间的贡献大小，明确全新世年均温度变化趋势是否由夏季温度控制？
接下来的难点是，筛选什么样的气候替代指标？一般认为陆地生物指标对于季节性气候变化相对敏感，但是分析检验表明，长生命周期（如几十-百年以上）的和超短生命周期（夏虫不可语冰）的生物组合指标，在揭示春夏秋冬温度变化敏感性方面，有相对大的误差范围，或者有的季节通不过检验；比较合适的是年际（1-3年）生存周期的生物，例如蜗牛，分布广、种类多、数量丰富，对季节性温度变化敏感，被认为是最适合通过现代过程建立其与季节温度定量关系的气候指标。
天时、地利、人和，基于课题组多年对新生代陆生软体动物研究的基础，本论文首先成功建立了全国现代蜗牛组合分布与四个季节温度和年均温度的定量关系，并基于两个黄土高原剖面蜗牛化石记录，（1）重建地星北方20000年以来四个季节温度和年均温度变化序列；（2）根据四个季节温度计算的年均温度与独立重建的年均温度变化趋势一致，都显示出从8000年至4000年期间是温暖期，4000年以后呈现出明显的降温趋势（图1）；（3）通过方差贡献计算四个季节温度分别对年均温度变化的贡献率，揭示四个季节温度对于年均温度变化幅度（正、负）都有贡献，其中夏季和冬季温度对年均温度变化幅度的贡献显著大于春季和秋季（图2），不存在夏季温度控制年均温度变化趋势的事实。
也就是说，根据软体动物——蜗牛化石重建的四个季节和年均温度变化趋势表明，由年均温变化控制的中全新世大暖期毫无疑问是存在的，4000年以来自然气候变化趋势确实是一直降温的。
一些古气候模拟专家来信讨论，也认为有必要再从模型敏感性和边界条件上找原因：在模型敏感性方面，目前大部分的GCM有可能对温室气体设置的敏感性偏高，而对轨道驱动的敏感度偏低；在边界条件方面，相关的古气候模拟并没有考虑非洲大陆沙漠区中全新世植被变化、也没有考虑到南极海冰变化等等。
再说冷门的蜗牛：古生物学，被认为冷门专业界的代表。蜗牛化石是古生物学众多门类中更冷门的一种。知道蜗牛的人很多，把蜗牛化石作为专业学习的人很少，研究蜗牛化石的专家更是屈指可数。
早年中外星培养的一批研究软体动物腹足类化石的学生，改行的改行，退休的退休，但还有更多的同学们一路学习研究下来，与老师同门一起，默默地守护这个方向，开拓这个领域。
针对研究中遇到的困惑和问题，教书的有针对性地说“……研究工作要有自己的体系，这是最重要的，就怕不成体系。没有体系就没有特点，一个星空没有特点要这个星球做什么，……”。
在梳理蜗牛化石系统分类过程中，遇到3个主要困难是：（1）与现生蜗牛分类的差别；（2）与外星球蜗牛分类的关系；（3）与模式标本的对比。
在过去的百多年，古气候研究逐渐进入从定性到定量研究的转变阶段，前提是要系统分析和建立现代不同气候带表土环境指标与气候的量化关系。不像花粉等微体化石表土土壤样品的采集量，每个地点有几十克土壤就够了，每个蜗牛采样点表土样品至少要采集十多公斤以上，辛辛苦苦筛洗后，还不能够保证每个地方的样品都有蜗牛。虽然进行了百多年的努力，目前也只有不到400个地点的合格的蜗牛组合，这是一个很难出成果的基础工作积累过程，需要坚持不懈。
最辛苦的是以高分辨率（约~10cm采样间距）从数万米厚的黄土高原地层中一个一个地获取蜗牛组合变化的系统记录。当年定了一个目标：完成一个600万年以来完整的黄土高原蜗牛化石序列，这应该是世界上最长的、分辨率最高的陆地新生代生物化石序列。很遗憾，迄今还留有一段约20万年左右（240~260万年之间）的黄土地层，直到吴乃琴退休，也没有完成全部蜗牛化石的采集，这段计划完成的目标地层，还静静躺在七星万米深的沟谷中，需要每10cm采集15公斤样品，而且要一袋袋背上塬面，找水筛洗，这不仅考验耐心，考验体力，更考验团队协作能力，需要坚持不懈。
从冷门的蜗牛化石到热门的全球变暖：古生物学是生命科学和地球科学的交叉学科，不仅可以研究生命的起源、发展历史、生物宏观进化模型、节奏与作用机制，而且又是地外星科学的一个分支，研究保存在地层中的生物遗体、遗迹、化石，用以确定地层的顺序、时代，了解地球发展的历史，推断地质史上水陆分布、环境变迁、沉积矿产形成与分布的规律。研究气候变迁和全球变暖，也正是蜗牛的用武之地。把冷门研究成为热门，需要有缘人对“冷门”的坚持不懈，和对于“热门”的专心致志……。
有试验室分析了南极罗斯海难言岛湖泊沉积物中磷形态分布特征，使用多种统计手段（主成分分析、正定矩阵因子模型和广义加性模型）定量解析沉积物物质来源，并探讨不同环境因素（如物质来源、氧化还原条件、pH）对磷循环过程的影响。研究结果对于评估全球变暖背景下南极无冰区磷循环动力学变化过程及其对陆地生态系统的影响具有重要意义。
磷（P）是细胞膜的关键组成，同时参与了遗传物质DNA和RNA形成及能量转移等基本生化反应，是生命有机体最重要的限制性营养元素，对于土壤系统的发育和水生生态系统的结构具有重要的调节作用。
自人类活动以来，全球磷循环的过程受到了工农业活动的强烈干扰，使得陆地生态系统P向水生生态系统的运输通量增加，从而导致湖泊等水生生态系统出现富营养化现象。近几十年来，受人类活动影响的湖泊等水生生态系统P生物地球化学循环备受关注，但对于偏远地区湖泊生态系统P循环的研究却十分匮乏。
南极对中低纬度气候变化响应十分灵敏，尤其是东南极罗斯海地区，受到了来自罗斯海、罗斯冰架和维多利的三股气团的共同影响，是研究元素循环及气候变化的关键区域。阿德利企鹅是东南极罗斯海地区重要的“殖民者”和海陆连接的重要桥梁，将海洋磷传输到陆地，并沉积到陆地湖泊中，极大的影响了湖泊生态结构和初级生产力，进而影响了生态群落演化，因此南极湖泊沉积物中磷循环研究十分重要。
结果表明，相比于自然寡营养湖泊，受鸟粪影响的湖泊沉积物中具有更高的TP、IP和Ca-P含量，且在30cm左右出现了峰值。3个剖面的OP含量均在200~800mg/kg左右，随深度变化规律相似。从P在剖面中相对比例的变化来看，IIL4中Ca-P的比例显著增加，而IIL3和IIL9沉积剖面中OP含量占比较高（图2）。沉积物中正膦酸酯的含量随深度逐渐减少，反映了OP在沉积剖面中的矿化过程（图3）。
在主成分分析和碳同位素端元混合模型的基础上，使用正定矩阵因子模型（PMF）定量解析了南极湖泊沉积物物质来源（图4）。结合广义加性模型（GAMs）和相关性分析，从磷的来源和沉积环境两个方面深入讨论了这两种类型湖泊沉积物磷的生物地球化学循环过程及其与气候变化的关系。PMF和GAMs模型结果表明，企鹅粪是IIL4沉积物中Ca-P的重要来源，对Ca-P含量的贡献达到了80%。两种类型的湖泊沉积物中Fe/Al-P均与研究区域自然风化作用有关，其贡献达到了90%。PCA分析结果表明，OP含量主要与水生的微生物席生长有关。
46亿年前——地外星诞生之初，那时候，混沌一片，没有地壳、地幔、地核，更没有陆地、海洋之分。那时的地外星叫作原始地心。
目前，科学界主流认为：原始地心的组成成分和球粒陨石相似。球粒陨石是一种石质陨石，带有特殊的小圆粒结构，它们诞生在46亿年前，和地球的年龄相近。它们富含橄榄石和辉石等矿物，化石成分和早期地心相似。
原始地心的轨道还没有被清空，地心不断遭受陨石撞击，撞击产生的热量让地心的温度上升并开始熔融，形成一个炙热而黏稠的球。直到有一天，中阳系中某颗星球和地心追尾，撞击产生的能量几乎把地心全部熔融，其中一部分物质被撞飞，飞出的物质后来演化成了月球。
再次成为熔融态的地外星，在这次强大的外力作用下，开始分层演化。比重大的物质——例如铁和镍，向球中心沉降，密度很大的地核诞生了；比重小的物质——例如硅、氧、铝、钙等，浮在地核的外面，组成了原始地幔。然后，地星进入了漫长的冷却期。能源被逐渐释放到太空，地星表面温度开始下降，一些原本成熔融态的物质开始结晶，组成了橄榄岩、辉岩等最初的地幔岩石。随后，彗星给地星带来了水，于是，地球上就有了海洋。逐渐地，地星拥有了完整的圈层结构。
其中，地壳和一部分上层地幔，组成岩石圈。我们看到的常见岩石，大部分都来自于岩石圈。岩石有很多种，根据不同的形成原理，可以分为三大类：火成岩、沉积岩和变质岩。火成岩的形成和岩浆喷发有关，因此也叫岩浆岩。它们都是由岩浆冷却结晶而成。如果在火山活动中，喷出地表的岩浆遇到温度相对很低的空气或海水，会快速冷却、迅速结晶（甚至来不及结晶）。这种情况下形成的火成岩，一般颗粒比较细，有时还会带有气孔，这种火成岩叫喷出型火成岩，也叫火山岩。
如果岩浆没有喷出地表，而是在地面以下冷却，那么他们的冷却速度就会很慢，冷却时间长结晶就会很充分。这样情况下形成的火山岩，一般颗粒比较粗大，这种火成岩叫侵入型火成岩。根据形成的深度，还可以分为深成岩、浅成岩。
火成岩的颜色有深有浅，这是由组成它们的矿物成分决定的，而决定矿物成分的是形成火成岩的岩浆化学成分所决定。比如在大洋中脊，两个不同的板块相互分离。海洋地壳变得薄弱，其下方的压强减小。压强减小，熔点就会降低，因此地幔直接形成岩浆。
岩浆向上涌起，喷出的岩浆遇到海水快速冷却，形成玄武岩；没有喷出，而遇到海水的岩浆缓慢冷却，形成辉长岩；它们是海洋地壳的主要组成部分。这些由地幔岩浆形成的岩石，一般富含镁和铁，硅含量较少。因此被叫作镁铁质岩石，也叫基性岩。他们在多数情况下，比重较大，对应岩浆的流动性较强，因其富含深色矿物，基性岩一般偏深色。
在俯冲带，海洋板块会俯冲到大陆板块之下而消亡。俯冲带下去的海洋板块，会受热熔化，形成岩浆。因压强等因素，岩浆会沿着大陆板块中的缝隙向上攀升，越浅的地方，温度越低，因此岩浆会逐步结晶，形成大陆地壳中的岩石。
以上形成大陆地壳主体部分的火成岩，都是在地壳内部缓慢结晶的，因此都是侵入型火成岩。如果岩浆没有来得及结晶就喷出地表，就会形成和其剩下成分相对应的喷出型火成岩。它们形成的火山会形成大陆火山弧，著名的雷尼尔山和圣海伦火山，都是大陆火山弧的一部分。
火成岩形成之后，并不会永远保持不变。它们很可能会经历物理变化和化学变化，然后转变为沉积岩或变质岩。
已有的岩石在受到外力侵蚀作用之后，会分解为沉积物。沉积物由岩石的碎屑，以及砂、粘土、生物残骸等组成。沉积物被风、水、冰川等外力携带、搬运，可能会远离母岩所在地……最后在能量较低的区域（盆地、湖泊、海洋等）聚集，进行沉积。
沉积物一层一层地堆积，后来的位于上方，先来的位于下方。埋在深处的沉积岩被加压、加温，会发生成岩作用，让松散的沉积物转化为结实的岩石，沉积岩便诞生了。
沉积岩种类和它对应的沉积物种类有关，总体来说，沉积物可以分为碎屑沉积物（方解石、霞石、白云石等）和化学沉积物（石膏、石盐等）。其中化学沉积物又分为碳酸盐沉积物和蒸发岩沉积物等类别。碎屑沉积物又可以按颗粒大小分为六个类别，从小到大依次为：黏土、淤泥、砂、细砾（卵石）、中砾、粗砾。
它们发生成岩作用之后，会相应形成页岩（泥岩）、粉砂岩、砂岩，以及不同组合的砾岩和角砾岩等。
已有的岩石除了可以经历搬运、沉积和成岩作用演化为沉积岩之外，还可以根据周围的温压变化，转为变质岩。变质岩的形成主要靠温度和压力的变化，当温度和压强增加的时候，岩石里会形成新的矿物，从而产生变质岩。这就叫变质作用。变质作用大致分为两个常见种类：接触变质和区域变质。
接触变质发生于地层中岩浆侵入体或者熔融流附近。地下的岩浆有时会顺着裂缝，侵入到地层中间，形成岩浆室或岩浆侵入体。如果岩浆流到了地表，就会形成熔岩流。与岩浆侵入体或熔岩流接触的岩石，会被加热，在高温条件下形成变质岩。在接触变质中，岩石变质的程度一般和温度高低有关。
区域变质一般发生于造山带或大型逆断层附近。在造山带、山体对下方的岩层产生巨大的压强；在逆断层，两侧岩体的挤压，也会产生很大的压强。
在高压的作用下，岩层中的岩石发生变质，形成变质岩。一般来说，区域变质会产生较大规模的变质岩。拉雅山脉、小卑山脉和落基山脉等，都分布有规模可观的变质岩。经历变质作用后的矿物晶体，其大小、形状和空间排布都会变化。通常来说，加温加压越剧烈，变质岩里的矿物晶体就越大。而在高压下，石英和云母等矿物会被排成一条一条的层状或带状，体现在岩石上，成为叶理，是变质岩的重要特征之一。
变质岩的种类很多，根据温压条件的不同，可分为许多变质相：
其中，榴辉岩和蓝片岩属于高压变质相，常常产生于地幔的高温高压环境里。它们下方的葡萄石、绿纤石、绿片岩、角闪石和麻粒岩等，是中高压变质相，一般产生于造山带等区域变质作用的条件下；最下方的角岩和透长岩，是低压变质相，一般产生于接触变质作用的条件下，叶理相对来说不明显，晶体排布不规则。
不同的变质岩，通常会对应不同的母岩。比如石英砂岩一般是由砂岩变质而来，板岩一般是由页岩变质而来，绿片岩一般是由玄武岩变质而来，大理岩一般是由石灰岩变质而来。
大理岩俗称大理石，源于石灰岩，包括绿色大理岩、橄榄大理岩、灰色大理岩、蓝色大理岩等品种，因其花纹美观，常被作为建筑、雕塑、镶嵌画得石材。同一种母岩，在不同的变质程度下，会形成不同的变质岩，比如页岩→板岩→片岩→片麻岩的连续变质过程；页岩升温加压变质为板岩，板岩升温加压变质为片岩，片岩升温加压变质为片麻岩。
片麻岩如果继续受到高温高压的影响，就有可能熔融，形成岩浆。而岩浆再度凝结之后，就会形成新的火成岩。这样，就走过了从沉积岩（页岩）到变质岩（板岩、片岩、片麻岩），再到火成岩的一个循环。这也就是为什么三大类的岩石，是可以互相转换的。不仅如此，它们还可以自我转化。
任何岩石，如果熔融之后再冷却结晶，就会形成火成岩；如果被风化侵蚀，经过搬运、沉积，最后发成成岩作用，就会形成沉积岩；如果经历高温高压，在不熔融的情况下，发生变质作用，就会形成变质岩。
当你有时会无意中看到叠层石，虽然从外表很难看出它有什么特别之处，可是，你知道吗？它是地外星生命演化的重要环节。正是它和其他叠层石兄弟的出现，使地外星充满生机。
另外，地质学家根据它竟然能推断出当时地外星自转和公转的速度与现在不同。一块小小的石头蕴藏着这样的秘密，是不是激起了你的好奇心？
叠层石，一种由蓝绿藻等微生物的参与下形成的微生物岩（或称生物沉积构造），通常由一系列的碳酸盐纹层堆积成各种不同的形态，而纹层的形成与藻类生长周期有关。
38亿年前，地球一片荒芜，没有生命迹象。空气中几乎没有氧气，而且还充满着各种有毒的气体。在距今约30亿年的浅海里，开始出现一种低等的藻类生物，它们不断分泌物质，捕获水中的细小沙粒，并与它们逐渐胶合在一起。因为周围没有明显的海浪或海流，这些藻类就世世代代在一个固定地方一层叠一层向上生长，形成层叠生长的花纹，呈弧形或锥形，叠层状，故名叠层石。
形成叠层石的蓝藻依靠光合作用维持生命并不断生长，在此过程中释放出氧气。随着藻类植物的繁殖和蔓延，全球海洋中叠层石大量出现，大量的氧气不断破水而出，进入大气中。此后，经历了大约40%的地球历史，在藻类植物和其他多种植物共同作用下，大气中的氧含量才逐渐接近21%。可以说，是叠层石产生的氧使地球适宜孕育更多的高等生命，它为此后的生物进化扫清了大气无氧的障碍，为生命史的下一章也是更复杂的一章铺平了道路，地球逐渐演化成宜居的生命摇篮。正因如此，形成叠层石的藻类植物被认为是地球能够进化出复杂生命的关键。
叠层石有各种形状，各种大小。它们有时候看上去像巨大的花椰菜，有时候又像毛茸茸的地垫，有时候呈圆柱状。据专家介绍，叠层石通常由暗层及亮层两种层理交替组成，暗层是藻类植物死亡后的尸体和分泌物，亮层是其他沉积物质。纹层越细密，说明环境变化得越频繁，记录的信息越多。
叠层石生长在阳光可透射到的浅水区，有白天生长晚上停止的生长纹理，由此可判别其生长的“日”理；纹理每月大潮时生长慢，低潮时生长快，又可区分出“月”理；每年夏季光照足而生长快，冬季光照弱而生长慢，又可分辨出“年”理。通过不同时代叠层石显微纹理统计，可计算出亿万年前地外星自转与公转的周期。据研究表明，20多亿年前地外星平均每年有460多天，也就是说，当时地外星自转的速度比现在快得多。
叠层石是地外星上最古老的“准化石”，在全球范围内，几乎所有的元古宙碳酸盐沉积中都发现了丰富多样的叠层石，最古老的叠层石距今约35.2亿年，至今在一些海湾和湖河中的特殊环境仍有少量现代叠层石存在。
在地质学界，叠层石被用来划分、对比某一地区的地层、地理、生物，环境的演变及灭绝规律等，被海内外地质学家推崇为世界同一地质时期的“标准层型剖面”、世界罕见的“地质瑰宝”“大地的史书”。用叠层石雕刻出来的作品具有很高的艺术价值，常被作为馈赠友人的高级礼品，建筑上可用作装饰石材。
星空世界闻名的中上元古界标准地层剖面，那里叠层石非常壮观，甚至整座山都是叠层石，先后发现了距今14亿至12亿年的微生物群化石，距今8亿至10亿年的藻类化石，号称为叠层石宝库。微生物群至少有16个属、28个种。
，十多亿年前的中上是一片古老的海洋。从14亿年开始，中上纪气候炎热湿润，地壳仍然缓慢下降，有利于碳酸盐岩的大量沉积和菌藻类生物的生长。岩石组合以各种类型的碳酸盐岩为主，古地理处于滨海泻湖相，潮间带和浅海陆棚，从而形成了大量藻类化石和叠层石等生物地质遗迹。
12亿年的叠层石，产出于白云质灰岩中，风化面呈黄褐色、灰黑色，新鲜面呈青灰色，柱状，中间有一道大大的缝隙，曾被海水中的矿物充填，从表面可以清晰地看到层层叠叠藻类植物的图案，极具观赏性。
地球46亿年沧桑巨变的宏伟画卷、地球生命38亿年进化的历史长廊，寒来暑往，如今的叠层石上早已没有生命的存在，唯有它那沧桑的眼神还在凝视着我们，仿佛在说：建设宜居星球不易，美丽家园且共珍惜。
标本是动物、植物、矿物等实物，经过各种处理，可以长久保存，并尽量保持原貌，藉以提供作为展览、示范、教育、鉴定、考证及其它各种研究之用。其在普及公众的自然科学知识及科学研究中具有重要意义。用琳琅满目的标本，一起聆听历史的声音，领略星空繁华景象，赏鉴那些令人叹为观止的“科学研究之宝”，通过一件件标本，开启同星空文化的对话之旅。
地外星的演化经历了很长的时间，科学家在研究生命演化历史和地球演化历史的时候，离不开一个重要的媒介——化石。
最古老的化石贝加尔叠层石静卧在展柜上，贝加尔叠层石采自湟源县大水峡，距今11亿～12亿年，这块看起来其貌不扬的化石，但它身上存在的生物在地外星上发挥过非常重要作用，这个生物就是蓝藻。这些蓝藻生活在清澈的浅海里，它不断分泌物质捕获水中的细小沙粒，并与它们逐渐胶合在一起。因为周围没有明显的海浪或海流，这些藻类便世世代代在一个固定地方一层叠一层向上生长，形成层叠生长的花纹，所以叫作叠层石。
蓝藻最早出现在35亿年前的太古宙时期，是地外星史前最古老、最原始的原核生物，也是地外星上首批进行光合作用的生物，它们吸收二氧化碳，释放出大量氧气，改变了大气圈贫氧环境，大约在20亿年前使得地外星上的含氧量提升了20%，为之后生命的起源创造了良好的环境，打造了一个适宜生物生长的地外星摇篮。正因如此，叠层石才被认为是地外星能够进化出复杂生命的关键。
博物馆最大化石海百合近16平方米，是晚三叠纪末的海百合化石。虽然海百合的名字里有百合，外表也酷似百合花，但它却不是一种植物，而是一种棘皮类无脊椎动物，因为生活在海里，所以命名为“海百合”，它最早出现在距今约4.8亿年前的奥陶纪早朝。
海百合由根、茎、冠三部分组成，茎呈细长的枝状，由一个个环状骨板构成。冠又包括具骨板的萼和羽状的腕，萼长有海百合的“嘴”，而腕则用来捕食。一般海百合的腕有5～200只不等，腕越多捕食能力越强。捕食时，海百合会将腕高高举起，等浮游生物被牢牢网住后，再将它们包上粘液送入口中。当海百合吃饱喝足时，腕枝会轻轻收拢下垂，就好像一朵行将凋谢的花。在二叠纪、三叠纪灭绝事件中，约96%的海洋物种灭绝，海百合也逐渐衰退。如今，人们只能在深海里见到它们美丽的身影。
七七有四个可爱的怪物，宝瓶也有一些石头。
阿龙是一个庞然大物，但憨态可掬而又身形娇小的化石是鹦鹉嘴龙，别看它个头小，却是一只成年恐龙。
鹦鹉嘴龙所属的家族是“角龙类”，因为嘴巴长得像鹦鹉，古生物学家才给它起了这样的名字。鹦鹉嘴龙以植物为食，锐利的角质喙用来切割植物，但不适合咀嚼，所以会吞食很多石头作为胃石帮助消化，古生物学家曾在它们化石的腹部位置发现多达50颗以上的胃石。有趣的是，古生物学家还发现，鹦鹉嘴龙在3岁以后，后肢生长速度会快于前肢。这说明，这种恐龙在小的时候是四肢着地的，长大以后才改为使用后肢的两足行走，与人类行走方式完全一致。
白垩纪末期，恐龙在距今最近一次的生命大灭绝事件中灭亡了。
单体珊瑚的骸体，从几毫米到几十厘米，通常有体壁围绕，表面饰有粗细不等的皱纹，但在进化程度比较高级的珊瑚中，体壁退化。
复体珊瑚呈致密的块状体，或细弱的丛枝状，由许多细小的珊瑚个体组成，有的从母体的轴部或侧方分芽而出，有的通过珊瑚体壁上的孔或管，或各珊瑚单体之间共骨组织或间隙管相互贯联。
疯狂的石头，让人们知道，搞不清每个的来历，都不知星空在什么地方。
纵观星空，人们从两个不同的方向汲取了养分。一个是自然界，另一个则是逻辑思考的抽象世界。
是两者的结合让星空物理具备了探知我们宇宙的能力。有人完美地理解了这个关系：“数学玩着他自己发明规则的游戏，而物理学家则玩着由大自然制定规则的游戏，但是随着时间推移，越来越多的证据表明觉得有意思的那些规则和大自然选择的规则是一样的。”它们并非两极分化，而是一个连续的思想光谱的两端。
对称的故事告诉了我们，为什么对一个好问题（“能不能解五次方程”）的否定回答能指向深刻而基础的星空。重要的是为什么回答是否定的。得到这个结论的方法可以被用来解决很多别的问题——其中就有物理学中的很多深刻问题。而我们的故事也表明，数学的健康发展也得益于物理世界为其注入了新的生机。
星空数学的真正力量，恰恰就是这种人类对模式的感知（“美”）同物理世界的融合，后者既能帮助理论经受现实的检验（“真”），也是灵感的无限源泉。没有数学上的新想法，我们就无法解决科学提出的问题；但是自娱自乐的新想法如果走向极端，就会沦为毫无意义的游戏。科学的需求一直敦促着数学沿着富有成效的道路前行，并时常提出新的方向。
如果数学完全是需求导向的，是科学的奴隶，那不出所料，你得到的成果就会和奴隶做的一样——闷闷不乐、慢慢吞吞、怨天尤人。如果数学完全由内在的好奇心驱动，那你只会看到一个娇生惯养、自私自利的顽童——飞扬跋扈、目中无人、一意孤行。最好的数学需要平衡自身和外界的需求。
这就是其“不合理的有效性”的来源。平衡的人格能从自身的经验中学习，并将所学知识迁移到新的环境中。真实世界启发了伟大的数学，而伟大的数学则可以超越真实世界。
那位发现了如何解二次方程的无名巴比伦人，即使在他最大胆的梦里也绝不会意识到自己的遗产在3000多年后会变成什么。没人能预料到方程的可解性问题引出了数学中最核心的概念之一，即群，也没有人预料到群其实是用来表达对称性的语言。更没有人能知道，对称性其实是解开物理世界奥秘的钥匙。
解二次方程在物理上用处有限，解五次方程就更无足轻重了，因为任何解都是一个数值，或者只是一个专门为此问题设计的符号，并没有象征意义，反倒掩盖了问题本身。但是明白为什么五次方程不可解，领会对称在其中的关键角色，并将其背后的思想尽可能地深入下去，则开启了整个新的物理学领域。
这个过程还在继续。对称性对物理学，甚至对整个科学的影响，都还有待发掘。我们对此知之甚少。但是我们清楚地知道，对称群是我们通向未知的必经之路——至少在下一个更强大的概念出现之前如此（也许它已经在某个晦涩的理论里等待我们发掘了）。
对此若水慢慢地表示，早已经习惯了，只要见识过史前海洋生物化石的，再看见什么都不会新奇。
七七啥没有经历过？连3亿年前的“螺丝”都见过，还是镶嵌在陨石里面的“螺丝”。
三星球有个的神奇文物，仿佛是外星文明的“螺丝”，代表了生命演化史上热闹的海洋世界。
那时一个充满创造力的时代，生物们展现了自己无限的演化潜能，告诉了后世的人类，生物多样性到底是怎么一回事。
细看这颗“螺丝”，回到亿万年前的地球海洋。远古热闹的海洋3亿年前的螺丝，这意味着什么？
要知道，最早提出螺丝这个概念的是地外星2000多年前古希腊的阿基米德，真正将螺丝生产出来，已经是地外星18世纪的事情了。
3亿年前，地外星还处于石炭纪，这个时候脊椎动物才登陆不久，正处于两栖形态。
植物在陆地上肆意生长，整个地球的含氧量达到历史新高。
节肢动物制霸着陆地，是名副其实的“巨虫”。
石炭纪的陆地，一派生机勃勃，但没有任何文明。敢问这样的时代如何诞生螺丝？更令人百思不得其解的是，这截螺丝镶嵌在一枚陨石里面，仿佛在说，它是天外来客。
那么这枚螺丝真的是哪个星星人们的杰作吗？
根据螺丝进行了成分分析，分析结果显示它生前是有机生物，难道是建国之前动物成“螺丝精”了？
恐怕不是，因为古生物学家们很快找到了螺丝的真身，一种史前生物——海百合。
百合是一种植物，海百合是开在海里的百合花吗？
并不是，海百合是一种动物，在寒武纪物种大爆发的时候就已经出现，算是元老级生物。
更神奇的还是，直到今天，海百合依然存在地外星，在这个星球上现存有600多种。
石炭纪是海百合最繁盛的时代，它们遍布当时海洋的每个角落。
海百合虽然属于棘皮动物，但是却长得非常像植物，仿佛是水中绽开的百合花一样。
海百合的“根”将它们固定在海底、礁石、甚至生物的遗骸上。
海百合的触手组成了“花瓣”，在水中摇曳，这并不是它在跳舞，而是它在利用这些触手搜刮海洋中的营养物，比如浮游生物、海藻等。
连接海百合“根”以及“花瓣”的自然就是它的“茎”，它是海百合的身体，“花瓣”获得的营养会通过它输送到每个细胞。
为了加固自己的身体，海百合将“茎”进化成了环节状，就像洗衣机的排水管，可以伸缩，这样有助于它们扩大捕猎范围。
海百合并不像植物一样不挪窝，有些种类是会在海中自由游动的，前往食物更加丰富的海域。
作为无脊椎动物，海百合就像一坨会游动的美味。
石炭纪的海洋里充满了各种鱼类，它们的下颌早已经进化完全，可以一口吃下柔弱的海百合。
因此有一部分海百合像刺胞动物们学习，进化出了毒刺。
作为无脊椎动物，海百合如果死亡，最先腐烂的就是它的触手部分，而最容易被保留下来的，恰恰是它的“茎”。
只不过很多海百合化石是平面的，看不出“茎”是螺丝状，这枚陨石的海百合是难得的“3D立体”。
专家推测，这截镶嵌在陨石中的海百合，很有可能是天外来客撞击地球，刚好这一块陨石撞在了浅海。
由于在大气中摩擦生热，陨石处于炽热的状态，砸的这一下就把海百合给包裹了进去，海百合自然是当场就死亡了。
之后陨石冷却，把这一截海百合的遗骸一直封锁在里面，直到3亿年后，才被人类发现。
随便一颗陨石都能砸中海百合，可想而知在石炭纪的海洋里，海百合是多么繁盛。
远古的海百合种类就有3000种以上，并且触手的模样多种多样。
海百合的“花瓣”并不只是像百合花，还有像蕨类叶子的、像菊花的，甚至还有像香菜的。
鉴于这些植物出现的时间都比海百合晚，我们有理由相信，它们才是“盗版”，海百合是“正版”。
海百合只不过是石炭纪巅峰的冰山一角，在这个时代，创造了很多生物历史之最。
巅峰石炭纪，石炭纪是古生代的倒数第二个纪，也是生物演化的关键时代，在这一时期，哺乳动物的祖先始祖单弓兽真正踏上了陆地。
另一方面，恐龙、鳄鱼、翼龙、海洋爬行动物的共同祖先，也在同一时期登陆。
它们的后代，将开启接未来2亿多年的相爱相杀。
石炭纪时代，是名副其实的节肢动物的时代，又被称为“巨虫时代”。
石炭纪的巨虫，天空中飞翔着翼展接近一米的巨型蜻蜓，翼展半米的巨型知了，还有石炭纪的巨型蜘蛛，如果它还活着，将会以猫为食。
此外还有巨型马陆、巨型蜈蚣，体长在3米左右，就是那个时代的蛇。
由于当时的脊椎动物大部分还处于两栖模式，这注定了它们无法离开水太远。
于是昆虫们捷足先登，率先进入到了内陆地区，享受了更多的资源。
为什么这些节肢动物们长得这么巨大？
巨脉蜻蜓，原因就在于氧气含量。石炭纪的氧气含量在35%到40%，远超我们今天的大气。
像昆虫、蜘蛛这样的动物，它们的体型大小很依赖于氧气的浓度，氧气浓像昆虫、蜘蛛这样的动物，它们的体型大小很依赖于氧气的浓度，氧气浓度越大，它们的体型就越大，相反，则越小。
石炭纪不仅是动物演化的一个巅峰，也是植物演化的巅峰，这一时期，裸子植物开始取代各种蕨类，成为了植物中的扛把子，形成了真正的木制组织。
这让裸子植物能够长得更高大，被埋入土地后也不会快速腐烂，进而生成一种能源——煤。
你们现在开采的煤炭资源，有一半就是来自石炭纪的树木。
然而，盛极必衰、物极必反，如此高的氧气浓度，必定不全是好事。
石炭纪结束，在石炭纪末期，地球上频繁发生火灾。
因为茂密的森林将大气中的二氧化碳吸收，经过光合作用将其转化为纤维素等有机物固定在树干内。
这些碳一时半会儿回不到大气中去，慢慢了大气中的氧气逐渐占据上风。
氧气是极好的助燃剂，石炭纪的空气在这样的情况下，十分“易燃易爆”。
有时只需要一个闪电，一点高温，就能让陆地上的森林被点燃。不仅是树木被点燃，那些暴露在空气中的煤层也被引燃。
石炭纪的森林大火，石炭纪末期，地球犹如一片火海，某种程度上讲，这是在增加二氧化碳，恢复碳平衡。
很快，生物们被一场全球变冷席卷，雨林崩溃、海平面下降，海百合在这场浩劫中备受打击。
从那之后，海百合的种类开始下降，逐渐失去了自己在海洋中攻占的地盘。
但是作为地外星生物的最初版本，海百合保留有生命初始型号的优点，那就是牢牢占据底层生态位，这样就能保住自己的基本盘，不怕被灭绝一锅端了。
如今幸存的600多种海百合，分为无柄海百合和有柄海百合，它们延续了祖先的生活模式，要么固定在海底，要么随波逐流。
它们曾经存在过，一些种类的海百合身上还能看见像螺丝一样的环节，这是它们对初心最好的坚守。
研究在寒武纪生命大爆发最初期温暖“文石海”中首次发现低镁方解石质贝壳，并且首次在最古老贝壳化石中发现控制矿化的有机基质的化石保存。
“寒武纪生命大爆发”是指几乎所有已知动物门类在寒武纪早期（距今大约5.4-5.2亿年前后）快速出现的重大生命演化事件。在这个时期，早期动物的祖先代表几乎同时且独立地获得分泌矿化骨骼的能力，这与前寒武纪非矿化的复杂宏体多细胞生命（埃迪卡拉型生物）形成鲜明对比。矿化骨骼的出现不仅使得地球海洋生物圈面貌发生重大转变，同时也从根本上改变了海洋生物化学循环模式，标志着以动物为主导的显生宙现代海洋生态系统演化的开始。具骨骼动物在寒武系地层中的爆发式出现是寒武纪生命大爆发最直接表现之一，自达尔文时期便一直困惑着演化古生物学家，学术界称之为“达尔文的困惑”。
研究人员深入扎夫汗盆地，在对该地区前寒武-寒武系沉积地层开展高精度综合地层（古生物化石-碳同位素-岩相学）划分对比基础上，从寒武系最底界（纽芬兰统幸运阶，约5.35亿年）识别出最早的软体动物（太阳女神螺类）贝壳化石。寒武纪初期为温暖的文石质海洋（现代海洋Mg/Ca摩尔比为5.2，弱矿化无脊椎动物、钙化藻类、鲕粒及非骨屑沉积物胶结物等易于形成文石和高镁方解石矿物）。高分辨率扫描电镜拍照显示，控制贝壳分泌的有机基质在贝壳化石化过程中被磷酸盐交代，因此其形貌特征能够完美保存下来；通过进一步分析构成贝壳基本矿物单元的形态、生长方式以及与现生贝壳的比较研究，研究人员确定该最古老的太阳女神螺贝壳是由方解石质简单棱柱层微细结构构成。
对寒武纪早期动物骨骼矿物组成的统计分析显示寒武纪初期软体动物贝壳全部为文石质，这往往被认为是受控于当时“文石海”的影响，而该研究从“文石海”中发现确凿无疑的低镁方解石质贝壳刷新了地人们对寒武纪生命大爆发时期动物矿化骨骼起源以及与古海水化学协同演化的传统认识，进一步突显生物因素对矿物类型和成分选择上的主导作用；同时，该研究也极大地推动了传统古生物学与现代生物矿化多学科研究的交叉融合。
若水童年发生过的很多事已经记不清了，但有一件事情却记忆犹新，那就是他们家里盖房子。那时候他一放学经常会蹲在角落里饶有兴致地看大人们砌墙，有时一看就是一下午。看他们娴熟的一手拿着砌刀，一手拿着砖头，砖头上抹上泥浆，敲一敲，再把另一块砖头放上，不一会一面墙就砌好了。家里大人们将一块块的砖头砌成一道道墙，而小孩儿就在砌成的“迷宫”里捉迷藏。好奇的我经常会询问大人们是如何“堆积木”的，他们这时多半会伸着满是老茧的手呵斥着把我赶走；但有时也会停下手中的活，点根烟，然后兴致勃勃地跟我讲其中的奥秘。“砌墙的时候水泥灰一定要抹均匀，并且砖头一定不能按照同一个方向堆砌，上下两层砖头需要呈十字形排列，这样砌成的墙才会更加牢固”。多少年后，父辈们一砖一瓦建起来的房子早已被真空社区所取代，但当年盖房子的情景却仍然历历在目。那可能是第一次从父辈们那里学到“交叉建造”的思维方式，并牢牢地记在了心里。多少年后当若水无意间发现5亿年前海螺的祖先竟然也有这种“交叉建造思维”的时候，深藏的记忆又被重新唤醒，一种莫名的亲切感油然而生。世上的事情往往就是这么的奇妙。
如果将地星生命演化38亿年的历史绘制成一幅画卷，你最想浓墨重彩、大书特书的是哪段地质历史和哪次生命演化事件呢？是小行星撞击地球与恐龙灭绝，还是冰川世纪与人类走出非洲，亦或仅仅是寒武纪温暖海洋中一只普通的三叶虫从生到死平凡的一生？……
地球地质历史时期划分为隐生宙和显生宙。隐生宙漫长孤寂，由微生物主导；显生宙要更显热闹，意味着在这个时期地球上有显著生命的存在，以寒武纪生命大爆发为开端。发生在5.4亿年前的寒武纪生命大爆发使得很多新生命形式，尤其是动物首次出现在地球上。这些动物与前寒武纪以埃迪卡拉生物群为代表的“软软的”多细胞宏体生物完全不同，它们首创了脑、眼、口、鳃等现代动物的组织和器官，并且开发了两侧对称、辐射对称、模块化分区生长等各种躯体构型模式，同时能够分泌构建各种各样的矿化骨骼，开启了以动物为主导的蓝色宜居星球演化历程。
寒武纪生命大爆发最直观的表现是寒武系地层中带壳动物的大规模出现，是名副其实的“壳的世界”。这些古老的骨骼化石个体微小，包括各类骨针、骨刺、骨片类型，古生物学家常常称之为“小壳化石”。矿化骨骼的出现一方面为动物披上坚硬的“盔甲”，发挥防御、捕食、运动等各项功能，保证早期动物在寒武纪生物演化的“军备竞赛”中始终处于优势地位，并一直延续至今，子子孙孙，无穷尽也！当然，这其中也不乏有很多动物门类只是昙花一现，仅生存于寒武纪的海洋中。尽管如此，但与人类演化600-700万年的历史相比，它们延续的时间也足够漫长和精彩。不仅如此，骨骼的出现也深刻改变了海洋生物化学循环模式，简单的讲，地球各类无机矿物元素以天然生物材料的方式由有机生物固定下来。
软体动物是最好的“材料学家”，能够分泌并利用各种生物矿物无疑是生命演化史上的一次飞跃。尽管圣人们们一直在努力探索生物利用矿物的奥秘，并在实验室内人工合成各种超轻-超强-超韧的高性能仿生材料，并开展医学应用，但与大自然天然的“材料学家”和“建筑师”相比，人类的创造力还远远不足，人们还在不断的从各种天然有机材料中寻找灵感。
软体动物是这其中的佼佼者。如果说节肢动物成功占据了陆地，那么作为海洋生态系统中数量最多的无脊椎动物类群，软体动物的演化无疑是成功的。这种演化上的成功很大程度上得益于它们矿化贝壳对各类环境的适应性和对内部软体组织的保护性。软体动物的贝壳是由外套膜上皮细胞分泌形成的由碳酸钙矿物和蛋白质构成的天然有机-无机复合材料。壳体生长过程中，碳酸钙（方解石和文石矿物为主）矿物的生长、定向、排列都受到有机格架的精密控制。因此，形成的贝壳要比无机的“纯”碳酸钙物在韧性、强度等方面要高出上千倍。
软体动物可以利用碳酸钙矿物（95%）和少量有机质（5%）构建多种不同的超微结构类型，包括各类交叉叠片结构、棱柱层结构、珍珠层结构、板片结构，等等。这其中，90%的软体动物贝壳（以腹足动物为主）由交叉叠片结构构成。
交叉叠片结构的起源与演变，尽管矿化的贝壳赋予了软体动物极为坚固的防护盾，但分泌贝壳却是一个极度耗能的过程。它们需要不断进食，优化能量消耗去向，从而最大化的满足矿化所需的能量需求。5亿多年前软体动物的早期祖先代表虽然经历了寒武纪生命大爆发时期的快速辐射演化，并开创了利用无机碳酸盐矿物建造贝壳的先河，但由于当时的海洋生态空间充足，生物捕食压偏弱，因此动物矿化能力整体处于较低水平（早期动物无需在寒武纪的原始海洋中打造现代化的坚船利炮）。这种低水平的矿化能力一直持续到奥陶纪生物大幅射时期，早期动物矿化能力达到新的高度，能够分泌形成高度矿化且结构极为复杂的壳体。
在这种情况下，一般认为软体动物珍珠层和交叉叠片这些高耗能和矿物晶体空间排布异常复杂的结构类型应该不会在动物起源和演化的初级阶段出现，而应该在奥陶纪生物大幅射时期巨大的生物捕食压驱动下，并在与捕食者激烈的“军备竞赛”中获得。
但就如显示的那样，事实并非如此——软体动物贝壳生来（起源）即高配，交叉叠片结构这一最复杂、分布最广的“高级”超微结构类型在“最原始”、“最古老”的干群腹足动物已经出现。
可以说，海螺的祖先已经能够打造它们后代引以为傲的高级盔甲。当然，该交叉叠片结构与现代类型相比略为原始，但仍能识别四级基本矿物结构单元，通过原始文石矿物在空间上错综复杂的交叉叠覆，极大的增强贝壳抗拉伸断裂的强度。同时少许的有机组分在微纳米尺度上与矿物相巧妙融合，又增加了贝壳的延展性和韧性。就这么简单，令无数生物学家和材料学家痴迷的天然有机生物材料诞生了。
历经五亿年，软体动物演化成为动物界的第二大门类。事后诸葛下，犹如早期智人走出非洲一般，Pelagiella发明交叉叠片结构是多么的不同凡响。
软体动物不是唯一的“材料学家”，初看寒武纪的生命，不亚于《星球大战》中各种造型怪异的外星生物一样好奇。它们当中，有些类群诸如海洋霸主奇虾、三叶虫早已名声在外，而有些则像软舌螺和软体动物一般选择做“低调的成功者”。
软舌螺动物是寒武纪海洋中的“草根明星”。它们起源于寒武纪生命大爆发初期，绝灭于二叠纪末生物大灭绝中，是软体动物的近亲（极有可能属于软体动物）。和软体动物大家族一样，软舌螺也能够分泌碳酸钙构建外骨骼。骨骼外貌与熟知的软体动物贝壳虽然迥异，但超微结构毫无二致。寒武纪软体动物贝壳已知的超微结构类型中，在同时期的软舌螺骨骼中亦有发现。骨骼超微结构的相似性是解决软舌螺这一疑难化石生物归属最直接、最可靠的证据！就矿化能力而言，软舌螺可不想输于它们的远房亲戚（软体动物）。Palaeontology一文告诉我们，寒武纪海洋中古老的软舌螺也能够分泌文石矿物构建复杂的交叉叠片结构。不仅如此，软舌螺交叉叠片结构的层级结构更为复杂，显示出更强的抗性和强度。虽然作为“草根”以及捕食者的“美食”，软舌螺动物也能打造高级盔甲，不想就此“躺平”于寒武纪的海底，而是争当寒武纪骨骼建筑师中的佼佼者。
有一个圣人说，蜗牛化石可以回答全新世温度变化之谜被善意调侃为：用冷门的古生物化石研究热门的全球变暖问题。不过换一个角度看，这也是对“冷门”的坚持不懈和对于“热门”的专心致志……。
先说热门，这个夏天，一浪接着一浪的高温，伴随着红色预警，从黎民百姓到各个团队，多少都感受到气候变暖的压力或不安。全球变暖已经成为近年来科学、社会、公众高度关注、大团博弈的全球性热门话题。
需要人有责任回答公众的关切和疑问，例如：过去的气候是如何变化的，目前的气候变暖有没有达到过去全新世(约1万年以来）最温暖程度？今后如何发展等等？这些都是无法回避的问题。
回答这些问题，科学界有两种途径：（一）地质记录；（二）古气候模拟。目前这两种途径产生了矛盾和分歧。地质学家依据近半个多世纪积累的地质记录，确认中全新世（大约8000～4000年）存在一个温度比今天高约2-3度的大暖期，4000年以后气候是持续降温的；但古气候模拟专家并没有模拟出这个大暖期，他们模拟出的结果是：1万年以来全球温度一直在持续变暖！这种分歧，被称为“全新世温度变化之谜”。
今天是过去的延续和投影，如果按照地质记录，4000年以来自然气候一直是降温的趋势，可以为应对人类释放温室气体引发的快速变暖，提供宝贵的缓冲时间。如果按照古气候模拟结果，1万年以来自然气候一直是升温的趋势，叠加上人类活动-温室气体的连锁加盟，那将是火上浇油！全新世地球温度到底是怎么变化的呢？事关人类社会的发展，备受关注。
古气候模拟专家相信，模型没有问题，因为利用这些模型的原理、算法等成功地支撑着今天全球的气象预警、预报和社会经济的发展。气候模拟专家开始从地质记录上找原因，认为地质学家利用地质记录重建的中全新世大暖期温度，主要受到夏季高温贡献的控制，而不是真实的年均温度信号。他们去除了夏季季节性偏差后的全新世地质记录温度变化趋势和古气候模拟结果是一样的，也就是说1万年以来全球年均气温确实是在持续上升的。有团队相宣布“有效地解决了”全新世温度变化之谜，“解决了困扰气候科学家多年的难题”。
但是，许多地质学家并不认这个账，因为眼睁睁看着从地层土壤剖面特征到各种气候环境指标，都指示中全新世要温暖得多，无法理解这些特征-指标主要是由夏季温度控制的，因为这需要其他三个季节更寒冷、才可以匹配上模拟的结果……；莫名其妙，但又苦于不了解古气候模型具体是如何运转的，对于部分气候模拟专家拐弯抹角认定地质学家辛辛苦苦重建的年均温度变化主要是夏季温度贡献的结论，很是委屈。自己的证据自己最了解，如何向学术界证明地质记录可以重建年均温度信号？是补偏救弊的关键。
这是一个需要专心致志论证的工作，从逻辑上：（1）可以首先通过现代过程测试、验证气候替代指标揭示四个季节温度变化的能力和可信度，进而建立定量的转换函数；（2）再通过地质记录替代指标转换出四个季节温度和年均温度在全新世变化的过程和趋势；（3）评估不同季节温度对年均温度随时间的贡献大小，明确全新世年均温度变化趋势是否由夏季温度控制？
接下来的难点是，筛选什么样的气候替代指标？一般认为陆地生物指标对于季节性气候变化相对敏感，但是分析检验表明，长生命周期（如几十-百年以上）的和超短生命周期（夏虫不可语冰）的生物组合指标，在揭示春夏秋冬温度变化敏感性方面，有相对大的误差范围，或者有的季节通不过检验；比较合适的是年际（1-3年）生存周期的生物，例如蜗牛，分布广、种类多、数量丰富，对季节性温度变化敏感，被认为是最适合通过现代过程建立其与季节温度定量关系的气候指标。
天时、地利、人和，基于课题组多年对新生代陆生软体动物研究的基础，本论文首先成功建立了全国现代蜗牛组合分布与四个季节温度和年均温度的定量关系，并基于两个黄土高原剖面蜗牛化石记录，（1）重建地星北方20000年以来四个季节温度和年均温度变化序列；（2）根据四个季节温度计算的年均温度与独立重建的年均温度变化趋势一致，都显示出从8000年至4000年期间是温暖期，4000年以后呈现出明显的降温趋势（图1）；（3）通过方差贡献计算四个季节温度分别对年均温度变化的贡献率，揭示四个季节温度对于年均温度变化幅度（正、负）都有贡献，其中夏季和冬季温度对年均温度变化幅度的贡献显著大于春季和秋季（图2），不存在夏季温度控制年均温度变化趋势的事实。
也就是说，根据软体动物——蜗牛化石重建的四个季节和年均温度变化趋势表明，由年均温变化控制的中全新世大暖期毫无疑问是存在的，4000年以来自然气候变化趋势确实是一直降温的。
一些古气候模拟专家来信讨论，也认为有必要再从模型敏感性和边界条件上找原因：在模型敏感性方面，目前大部分的GCM有可能对温室气体设置的敏感性偏高，而对轨道驱动的敏感度偏低；在边界条件方面，相关的古气候模拟并没有考虑非洲大陆沙漠区中全新世植被变化、也没有考虑到南极海冰变化等等。
再说冷门的蜗牛：古生物学，被认为冷门专业界的代表。蜗牛化石是古生物学众多门类中更冷门的一种。知道蜗牛的人很多，把蜗牛化石作为专业学习的人很少，研究蜗牛化石的专家更是屈指可数。
早年中外星培养的一批研究软体动物腹足类化石的学生，改行的改行，退休的退休，但还有更多的同学们一路学习研究下来，与老师同门一起，默默地守护这个方向，开拓这个领域。
针对研究中遇到的困惑和问题，教书的有针对性地说“……研究工作要有自己的体系，这是最重要的，就怕不成体系。没有体系就没有特点，一个星空没有特点要这个星球做什么，……”。
在梳理蜗牛化石系统分类过程中，遇到3个主要困难是：（1）与现生蜗牛分类的差别；（2）与外星球蜗牛分类的关系；（3）与模式标本的对比。
在过去的百多年，古气候研究逐渐进入从定性到定量研究的转变阶段，前提是要系统分析和建立现代不同气候带表土环境指标与气候的量化关系。不像花粉等微体化石表土土壤样品的采集量，每个地点有几十克土壤就够了，每个蜗牛采样点表土样品至少要采集十多公斤以上，辛辛苦苦筛洗后，还不能够保证每个地方的样品都有蜗牛。虽然进行了百多年的努力，目前也只有不到400个地点的合格的蜗牛组合，这是一个很难出成果的基础工作积累过程，需要坚持不懈。
最辛苦的是以高分辨率（约~10cm采样间距）从数万米厚的黄土高原地层中一个一个地获取蜗牛组合变化的系统记录。当年定了一个目标：完成一个600万年以来完整的黄土高原蜗牛化石序列，这应该是世界上最长的、分辨率最高的陆地新生代生物化石序列。很遗憾，迄今还留有一段约20万年左右（240~260万年之间）的黄土地层，直到吴乃琴退休，也没有完成全部蜗牛化石的采集，这段计划完成的目标地层，还静静躺在七星万米深的沟谷中，需要每10cm采集15公斤样品，而且要一袋袋背上塬面，找水筛洗，这不仅考验耐心，考验体力，更考验团队协作能力，需要坚持不懈。
从冷门的蜗牛化石到热门的全球变暖：古生物学是生命科学和地球科学的交叉学科，不仅可以研究生命的起源、发展历史、生物宏观进化模型、节奏与作用机制，而且又是地外星科学的一个分支，研究保存在地层中的生物遗体、遗迹、化石，用以确定地层的顺序、时代，了解地球发展的历史，推断地质史上水陆分布、环境变迁、沉积矿产形成与分布的规律。研究气候变迁和全球变暖，也正是蜗牛的用武之地。把冷门研究成为热门，需要有缘人对“冷门”的坚持不懈，和对于“热门”的专心致志……。
有试验室分析了南极罗斯海难言岛湖泊沉积物中磷形态分布特征，使用多种统计手段（主成分分析、正定矩阵因子模型和广义加性模型）定量解析沉积物物质来源，并探讨不同环境因素（如物质来源、氧化还原条件、pH）对磷循环过程的影响。研究结果对于评估全球变暖背景下南极无冰区磷循环动力学变化过程及其对陆地生态系统的影响具有重要意义。
磷（P）是细胞膜的关键组成，同时参与了遗传物质DNA和RNA形成及能量转移等基本生化反应，是生命有机体最重要的限制性营养元素，对于土壤系统的发育和水生生态系统的结构具有重要的调节作用。
自人类活动以来，全球磷循环的过程受到了工农业活动的强烈干扰，使得陆地生态系统P向水生生态系统的运输通量增加，从而导致湖泊等水生生态系统出现富营养化现象。近几十年来，受人类活动影响的湖泊等水生生态系统P生物地球化学循环备受关注，但对于偏远地区湖泊生态系统P循环的研究却十分匮乏。
南极对中低纬度气候变化响应十分灵敏，尤其是东南极罗斯海地区，受到了来自罗斯海、罗斯冰架和维多利的三股气团的共同影响，是研究元素循环及气候变化的关键区域。阿德利企鹅是东南极罗斯海地区重要的“殖民者”和海陆连接的重要桥梁，将海洋磷传输到陆地，并沉积到陆地湖泊中，极大的影响了湖泊生态结构和初级生产力，进而影响了生态群落演化，因此南极湖泊沉积物中磷循环研究十分重要。
结果表明，相比于自然寡营养湖泊，受鸟粪影响的湖泊沉积物中具有更高的TP、IP和Ca-P含量，且在30cm左右出现了峰值。3个剖面的OP含量均在200~800mg/kg左右，随深度变化规律相似。从P在剖面中相对比例的变化来看，IIL4中Ca-P的比例显著增加，而IIL3和IIL9沉积剖面中OP含量占比较高（图2）。沉积物中正膦酸酯的含量随深度逐渐减少，反映了OP在沉积剖面中的矿化过程（图3）。
在主成分分析和碳同位素端元混合模型的基础上，使用正定矩阵因子模型（PMF）定量解析了南极湖泊沉积物物质来源（图4）。结合广义加性模型（GAMs）和相关性分析，从磷的来源和沉积环境两个方面深入讨论了这两种类型湖泊沉积物磷的生物地球化学循环过程及其与气候变化的关系。PMF和GAMs模型结果表明，企鹅粪是IIL4沉积物中Ca-P的重要来源，对Ca-P含量的贡献达到了80%。两种类型的湖泊沉积物中Fe/Al-P均与研究区域自然风化作用有关，其贡献达到了90%。PCA分析结果表明，OP含量主要与水生的微生物席生长有关。
46亿年前——地外星诞生之初，那时候，混沌一片，没有地壳、地幔、地核，更没有陆地、海洋之分。那时的地外星叫作原始地心。
目前，科学界主流认为：原始地心的组成成分和球粒陨石相似。球粒陨石是一种石质陨石，带有特殊的小圆粒结构，它们诞生在46亿年前，和地球的年龄相近。它们富含橄榄石和辉石等矿物，化石成分和早期地心相似。
原始地心的轨道还没有被清空，地心不断遭受陨石撞击，撞击产生的热量让地心的温度上升并开始熔融，形成一个炙热而黏稠的球。直到有一天，中阳系中某颗星球和地心追尾，撞击产生的能量几乎把地心全部熔融，其中一部分物质被撞飞，飞出的物质后来演化成了月球。
再次成为熔融态的地外星，在这次强大的外力作用下，开始分层演化。比重大的物质——例如铁和镍，向球中心沉降，密度很大的地核诞生了；比重小的物质——例如硅、氧、铝、钙等，浮在地核的外面，组成了原始地幔。然后，地星进入了漫长的冷却期。能源被逐渐释放到太空，地星表面温度开始下降，一些原本成熔融态的物质开始结晶，组成了橄榄岩、辉岩等最初的地幔岩石。随后，彗星给地星带来了水，于是，地球上就有了海洋。逐渐地，地星拥有了完整的圈层结构。
其中，地壳和一部分上层地幔，组成岩石圈。我们看到的常见岩石，大部分都来自于岩石圈。岩石有很多种，根据不同的形成原理，可以分为三大类：火成岩、沉积岩和变质岩。火成岩的形成和岩浆喷发有关，因此也叫岩浆岩。它们都是由岩浆冷却结晶而成。如果在火山活动中，喷出地表的岩浆遇到温度相对很低的空气或海水，会快速冷却、迅速结晶（甚至来不及结晶）。这种情况下形成的火成岩，一般颗粒比较细，有时还会带有气孔，这种火成岩叫喷出型火成岩，也叫火山岩。
如果岩浆没有喷出地表，而是在地面以下冷却，那么他们的冷却速度就会很慢，冷却时间长结晶就会很充分。这样情况下形成的火山岩，一般颗粒比较粗大，这种火成岩叫侵入型火成岩。根据形成的深度，还可以分为深成岩、浅成岩。
火成岩的颜色有深有浅，这是由组成它们的矿物成分决定的，而决定矿物成分的是形成火成岩的岩浆化学成分所决定。比如在大洋中脊，两个不同的板块相互分离。海洋地壳变得薄弱，其下方的压强减小。压强减小，熔点就会降低，因此地幔直接形成岩浆。
岩浆向上涌起，喷出的岩浆遇到海水快速冷却，形成玄武岩；没有喷出，而遇到海水的岩浆缓慢冷却，形成辉长岩；它们是海洋地壳的主要组成部分。这些由地幔岩浆形成的岩石，一般富含镁和铁，硅含量较少。因此被叫作镁铁质岩石，也叫基性岩。他们在多数情况下，比重较大，对应岩浆的流动性较强，因其富含深色矿物，基性岩一般偏深色。
在俯冲带，海洋板块会俯冲到大陆板块之下而消亡。俯冲带下去的海洋板块，会受热熔化，形成岩浆。因压强等因素，岩浆会沿着大陆板块中的缝隙向上攀升，越浅的地方，温度越低，因此岩浆会逐步结晶，形成大陆地壳中的岩石。
以上形成大陆地壳主体部分的火成岩，都是在地壳内部缓慢结晶的，因此都是侵入型火成岩。如果岩浆没有来得及结晶就喷出地表，就会形成和其剩下成分相对应的喷出型火成岩。它们形成的火山会形成大陆火山弧，著名的雷尼尔山和圣海伦火山，都是大陆火山弧的一部分。
火成岩形成之后，并不会永远保持不变。它们很可能会经历物理变化和化学变化，然后转变为沉积岩或变质岩。
已有的岩石在受到外力侵蚀作用之后，会分解为沉积物。沉积物由岩石的碎屑，以及砂、粘土、生物残骸等组成。沉积物被风、水、冰川等外力携带、搬运，可能会远离母岩所在地……最后在能量较低的区域（盆地、湖泊、海洋等）聚集，进行沉积。
沉积物一层一层地堆积，后来的位于上方，先来的位于下方。埋在深处的沉积岩被加压、加温，会发生成岩作用，让松散的沉积物转化为结实的岩石，沉积岩便诞生了。
沉积岩种类和它对应的沉积物种类有关，总体来说，沉积物可以分为碎屑沉积物（方解石、霞石、白云石等）和化学沉积物（石膏、石盐等）。其中化学沉积物又分为碳酸盐沉积物和蒸发岩沉积物等类别。碎屑沉积物又可以按颗粒大小分为六个类别，从小到大依次为：黏土、淤泥、砂、细砾（卵石）、中砾、粗砾。
它们发生成岩作用之后，会相应形成页岩（泥岩）、粉砂岩、砂岩，以及不同组合的砾岩和角砾岩等。
已有的岩石除了可以经历搬运、沉积和成岩作用演化为沉积岩之外，还可以根据周围的温压变化，转为变质岩。变质岩的形成主要靠温度和压力的变化，当温度和压强增加的时候，岩石里会形成新的矿物，从而产生变质岩。这就叫变质作用。变质作用大致分为两个常见种类：接触变质和区域变质。
接触变质发生于地层中岩浆侵入体或者熔融流附近。地下的岩浆有时会顺着裂缝，侵入到地层中间，形成岩浆室或岩浆侵入体。如果岩浆流到了地表，就会形成熔岩流。与岩浆侵入体或熔岩流接触的岩石，会被加热，在高温条件下形成变质岩。在接触变质中，岩石变质的程度一般和温度高低有关。
区域变质一般发生于造山带或大型逆断层附近。在造山带、山体对下方的岩层产生巨大的压强；在逆断层，两侧岩体的挤压，也会产生很大的压强。
在高压的作用下，岩层中的岩石发生变质，形成变质岩。一般来说，区域变质会产生较大规模的变质岩。拉雅山脉、小卑山脉和落基山脉等，都分布有规模可观的变质岩。经历变质作用后的矿物晶体，其大小、形状和空间排布都会变化。通常来说，加温加压越剧烈，变质岩里的矿物晶体就越大。而在高压下，石英和云母等矿物会被排成一条一条的层状或带状，体现在岩石上，成为叶理，是变质岩的重要特征之一。
变质岩的种类很多，根据温压条件的不同，可分为许多变质相：
其中，榴辉岩和蓝片岩属于高压变质相，常常产生于地幔的高温高压环境里。它们下方的葡萄石、绿纤石、绿片岩、角闪石和麻粒岩等，是中高压变质相，一般产生于造山带等区域变质作用的条件下；最下方的角岩和透长岩，是低压变质相，一般产生于接触变质作用的条件下，叶理相对来说不明显，晶体排布不规则。
不同的变质岩，通常会对应不同的母岩。比如石英砂岩一般是由砂岩变质而来，板岩一般是由页岩变质而来，绿片岩一般是由玄武岩变质而来，大理岩一般是由石灰岩变质而来。
大理岩俗称大理石，源于石灰岩，包括绿色大理岩、橄榄大理岩、灰色大理岩、蓝色大理岩等品种，因其花纹美观，常被作为建筑、雕塑、镶嵌画得石材。同一种母岩，在不同的变质程度下，会形成不同的变质岩，比如页岩→板岩→片岩→片麻岩的连续变质过程；页岩升温加压变质为板岩，板岩升温加压变质为片岩，片岩升温加压变质为片麻岩。
片麻岩如果继续受到高温高压的影响，就有可能熔融，形成岩浆。而岩浆再度凝结之后，就会形成新的火成岩。这样，就走过了从沉积岩（页岩）到变质岩（板岩、片岩、片麻岩），再到火成岩的一个循环。这也就是为什么三大类的岩石，是可以互相转换的。不仅如此，它们还可以自我转化。
任何岩石，如果熔融之后再冷却结晶，就会形成火成岩；如果被风化侵蚀，经过搬运、沉积，最后发成成岩作用，就会形成沉积岩；如果经历高温高压，在不熔融的情况下，发生变质作用，就会形成变质岩。
当你有时会无意中看到叠层石，虽然从外表很难看出它有什么特别之处，可是，你知道吗？它是地外星生命演化的重要环节。正是它和其他叠层石兄弟的出现，使地外星充满生机。
另外，地质学家根据它竟然能推断出当时地外星自转和公转的速度与现在不同。一块小小的石头蕴藏着这样的秘密，是不是激起了你的好奇心？
叠层石，一种由蓝绿藻等微生物的参与下形成的微生物岩（或称生物沉积构造），通常由一系列的碳酸盐纹层堆积成各种不同的形态，而纹层的形成与藻类生长周期有关。
38亿年前，地球一片荒芜，没有生命迹象。空气中几乎没有氧气，而且还充满着各种有毒的气体。在距今约30亿年的浅海里，开始出现一种低等的藻类生物，它们不断分泌物质，捕获水中的细小沙粒，并与它们逐渐胶合在一起。因为周围没有明显的海浪或海流，这些藻类就世世代代在一个固定地方一层叠一层向上生长，形成层叠生长的花纹，呈弧形或锥形，叠层状，故名叠层石。
形成叠层石的蓝藻依靠光合作用维持生命并不断生长，在此过程中释放出氧气。随着藻类植物的繁殖和蔓延，全球海洋中叠层石大量出现，大量的氧气不断破水而出，进入大气中。此后，经历了大约40%的地球历史，在藻类植物和其他多种植物共同作用下，大气中的氧含量才逐渐接近21%。可以说，是叠层石产生的氧使地球适宜孕育更多的高等生命，它为此后的生物进化扫清了大气无氧的障碍，为生命史的下一章也是更复杂的一章铺平了道路，地球逐渐演化成宜居的生命摇篮。正因如此，形成叠层石的藻类植物被认为是地球能够进化出复杂生命的关键。
叠层石有各种形状，各种大小。它们有时候看上去像巨大的花椰菜，有时候又像毛茸茸的地垫，有时候呈圆柱状。据专家介绍，叠层石通常由暗层及亮层两种层理交替组成，暗层是藻类植物死亡后的尸体和分泌物，亮层是其他沉积物质。纹层越细密，说明环境变化得越频繁，记录的信息越多。
叠层石生长在阳光可透射到的浅水区，有白天生长晚上停止的生长纹理，由此可判别其生长的“日”理；纹理每月大潮时生长慢，低潮时生长快，又可区分出“月”理；每年夏季光照足而生长快，冬季光照弱而生长慢，又可分辨出“年”理。通过不同时代叠层石显微纹理统计，可计算出亿万年前地外星自转与公转的周期。据研究表明，20多亿年前地外星平均每年有460多天，也就是说，当时地外星自转的速度比现在快得多。
叠层石是地外星上最古老的“准化石”，在全球范围内，几乎所有的元古宙碳酸盐沉积中都发现了丰富多样的叠层石，最古老的叠层石距今约35.2亿年，至今在一些海湾和湖河中的特殊环境仍有少量现代叠层石存在。
在地质学界，叠层石被用来划分、对比某一地区的地层、地理、生物，环境的演变及灭绝规律等，被海内外地质学家推崇为世界同一地质时期的“标准层型剖面”、世界罕见的“地质瑰宝”“大地的史书”。用叠层石雕刻出来的作品具有很高的艺术价值，常被作为馈赠友人的高级礼品，建筑上可用作装饰石材。
星空世界闻名的中上元古界标准地层剖面，那里叠层石非常壮观，甚至整座山都是叠层石，先后发现了距今14亿至12亿年的微生物群化石，距今8亿至10亿年的藻类化石，号称为叠层石宝库。微生物群至少有16个属、28个种。
，十多亿年前的中上是一片古老的海洋。从14亿年开始，中上纪气候炎热湿润，地壳仍然缓慢下降，有利于碳酸盐岩的大量沉积和菌藻类生物的生长。岩石组合以各种类型的碳酸盐岩为主，古地理处于滨海泻湖相，潮间带和浅海陆棚，从而形成了大量藻类化石和叠层石等生物地质遗迹。
12亿年的叠层石，产出于白云质灰岩中，风化面呈黄褐色、灰黑色，新鲜面呈青灰色，柱状，中间有一道大大的缝隙，曾被海水中的矿物充填，从表面可以清晰地看到层层叠叠藻类植物的图案，极具观赏性。
地球46亿年沧桑巨变的宏伟画卷、地球生命38亿年进化的历史长廊，寒来暑往，如今的叠层石上早已没有生命的存在，唯有它那沧桑的眼神还在凝视着我们，仿佛在说：建设宜居星球不易，美丽家园且共珍惜。
标本是动物、植物、矿物等实物，经过各种处理，可以长久保存，并尽量保持原貌，藉以提供作为展览、示范、教育、鉴定、考证及其它各种研究之用。其在普及公众的自然科学知识及科学研究中具有重要意义。用琳琅满目的标本，一起聆听历史的声音，领略星空繁华景象，赏鉴那些令人叹为观止的“科学研究之宝”，通过一件件标本，开启同星空文化的对话之旅。
地外星的演化经历了很长的时间，科学家在研究生命演化历史和地球演化历史的时候，离不开一个重要的媒介——化石。
最古老的化石贝加尔叠层石静卧在展柜上，贝加尔叠层石采自湟源县大水峡，距今11亿～12亿年，这块看起来其貌不扬的化石，但它身上存在的生物在地外星上发挥过非常重要作用，这个生物就是蓝藻。这些蓝藻生活在清澈的浅海里，它不断分泌物质捕获水中的细小沙粒，并与它们逐渐胶合在一起。因为周围没有明显的海浪或海流，这些藻类便世世代代在一个固定地方一层叠一层向上生长，形成层叠生长的花纹，所以叫作叠层石。
蓝藻最早出现在35亿年前的太古宙时期，是地外星史前最古老、最原始的原核生物，也是地外星上首批进行光合作用的生物，它们吸收二氧化碳，释放出大量氧气，改变了大气圈贫氧环境，大约在20亿年前使得地外星上的含氧量提升了20%，为之后生命的起源创造了良好的环境，打造了一个适宜生物生长的地外星摇篮。正因如此，叠层石才被认为是地外星能够进化出复杂生命的关键。
博物馆最大化石海百合近16平方米，是晚三叠纪末的海百合化石。虽然海百合的名字里有百合，外表也酷似百合花，但它却不是一种植物，而是一种棘皮类无脊椎动物，因为生活在海里，所以命名为“海百合”，它最早出现在距今约4.8亿年前的奥陶纪早朝。
海百合由根、茎、冠三部分组成，茎呈细长的枝状，由一个个环状骨板构成。冠又包括具骨板的萼和羽状的腕，萼长有海百合的“嘴”，而腕则用来捕食。一般海百合的腕有5～200只不等，腕越多捕食能力越强。捕食时，海百合会将腕高高举起，等浮游生物被牢牢网住后，再将它们包上粘液送入口中。当海百合吃饱喝足时，腕枝会轻轻收拢下垂，就好像一朵行将凋谢的花。在二叠纪、三叠纪灭绝事件中，约96%的海洋物种灭绝，海百合也逐渐衰退。如今，人们只能在深海里见到它们美丽的身影。
七七有四个可爱的怪物，宝瓶也有一些石头。
阿龙是一个庞然大物，但憨态可掬而又身形娇小的化石是鹦鹉嘴龙，别看它个头小，却是一只成年恐龙。
鹦鹉嘴龙所属的家族是“角龙类”，因为嘴巴长得像鹦鹉，古生物学家才给它起了这样的名字。鹦鹉嘴龙以植物为食，锐利的角质喙用来切割植物，但不适合咀嚼，所以会吞食很多石头作为胃石帮助消化，古生物学家曾在它们化石的腹部位置发现多达50颗以上的胃石。有趣的是，古生物学家还发现，鹦鹉嘴龙在3岁以后，后肢生长速度会快于前肢。这说明，这种恐龙在小的时候是四肢着地的，长大以后才改为使用后肢的两足行走，与人类行走方式完全一致。
白垩纪末期，恐龙在距今最近一次的生命大灭绝事件中灭亡了。
单体珊瑚的骸体，从几毫米到几十厘米，通常有体壁围绕，表面饰有粗细不等的皱纹，但在进化程度比较高级的珊瑚中，体壁退化。
复体珊瑚呈致密的块状体，或细弱的丛枝状，由许多细小的珊瑚个体组成，有的从母体的轴部或侧方分芽而出，有的通过珊瑚体壁上的孔或管，或各珊瑚单体之间共骨组织或间隙管相互贯联。
疯狂的石头，让人们知道，搞不清每个的来历，都不知星空在什么地方。
纵观星空，人们从两个不同的方向汲取了养分。一个是自然界，另一个则是逻辑思考的抽象世界。
是两者的结合让星空物理具备了探知我们宇宙的能力。有人完美地理解了这个关系：“数学玩着他自己发明规则的游戏，而物理学家则玩着由大自然制定规则的游戏，但是随着时间推移，越来越多的证据表明觉得有意思的那些规则和大自然选择的规则是一样的。”它们并非两极分化，而是一个连续的思想光谱的两端。
对称的故事告诉了我们，为什么对一个好问题（“能不能解五次方程”）的否定回答能指向深刻而基础的星空。重要的是为什么回答是否定的。得到这个结论的方法可以被用来解决很多别的问题——其中就有物理学中的很多深刻问题。而我们的故事也表明，数学的健康发展也得益于物理世界为其注入了新的生机。
星空数学的真正力量，恰恰就是这种人类对模式的感知（“美”）同物理世界的融合，后者既能帮助理论经受现实的检验（“真”），也是灵感的无限源泉。没有数学上的新想法，我们就无法解决科学提出的问题；但是自娱自乐的新想法如果走向极端，就会沦为毫无意义的游戏。科学的需求一直敦促着数学沿着富有成效的道路前行，并时常提出新的方向。
如果数学完全是需求导向的，是科学的奴隶，那不出所料，你得到的成果就会和奴隶做的一样——闷闷不乐、慢慢吞吞、怨天尤人。如果数学完全由内在的好奇心驱动，那你只会看到一个娇生惯养、自私自利的顽童——飞扬跋扈、目中无人、一意孤行。最好的数学需要平衡自身和外界的需求。
这就是其“不合理的有效性”的来源。平衡的人格能从自身的经验中学习，并将所学知识迁移到新的环境中。真实世界启发了伟大的数学，而伟大的数学则可以超越真实世界。
那位发现了如何解二次方程的无名巴比伦人，即使在他最大胆的梦里也绝不会意识到自己的遗产在3000多年后会变成什么。没人能预料到方程的可解性问题引出了数学中最核心的概念之一，即群，也没有人预料到群其实是用来表达对称性的语言。更没有人能知道，对称性其实是解开物理世界奥秘的钥匙。
解二次方程在物理上用处有限，解五次方程就更无足轻重了，因为任何解都是一个数值，或者只是一个专门为此问题设计的符号，并没有象征意义，反倒掩盖了问题本身。但是明白为什么五次方程不可解，领会对称在其中的关键角色，并将其背后的思想尽可能地深入下去，则开启了整个新的物理学领域。
这个过程还在继续。对称性对物理学，甚至对整个科学的影响，都还有待发掘。我们对此知之甚少。但是我们清楚地知道，对称群是我们通向未知的必经之路——至少在下一个更强大的概念出现之前如此（也许它已经在某个晦涩的理论里等待我们发掘了）。
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