你见过化石做的温度计吗？温度计是我们常见的测温仪器

温度计是我们常见的测温仪器，如测量体温的水银温度计、鱼缸常用的液晶温度计、工业生产中的温差电偶温度计等等。
那么，你见过化石温度计吗？它测量的会是什么神秘温度呢？
01化石的妙用
自然博物馆收藏、展示着各种各样的生物化石，大到恐龙骨架，小到肉眼难辨的单细胞微小生物遗骸。

文章图片
地质年代与地层上海自然博物馆
位于上海自然博物馆1F生命长河展区
通过研究这些化石，古生物学家可以为地球的漫长历史编制年代表，可以复原史前地表环境，还可以揭示生物进化的过程和机制，探知地球演化奥秘。
在地球上的不同环境中，生活着特定种类和形态的生物。例如长颈鹿生活在非洲的热带稀树草原，鲸鱼则在大洋中遨游。
这些生物活着的时候，就会从周围环境吸收营养物质，所以，它们体内某些物质元素的多寡也与其生存的环境有关。如果把生物与环境的对应关系应用于化石研究，就可以推断史前的地球环境和气候变迁。

文章图片
原图图源：Flickr
在对化石做一些特别的分析后，科学家甚至可以定量推算出远古时期生物所处的环境情况，如算出气温、水温、海拔高度、海水深度，等等。
这些特别的分析手段大致有以下2种。
古生物学方法：就是利用化石的标志性种类或者化石群落的种类构成来推定古时的环境。
地球化学方法：则是通过分析化石中特定的成分或者元素来计算古环境参数。
这里我会重点给大家聊聊地球化学的方法之一，即用化石壳体中镁/钙元素的比例，来推算古时海水的温度。
02镁/钙比值竟能测温？
在海洋中，许多生物都会吸收海水中的碳酸钙来形成坚硬的壳体。早在上世纪20年代，人们就发现这些海洋生物的壳体中除了碳酸钙，还存在着微量的碳酸镁。并且，镁元素的含量还与海水的温度存在着一定关联性。
后来科学家们通过大量的实验工作，在上世纪90年代确立了有孔虫壳体中镁/钙比值与温度的函数方程。

文章图片
有孔虫｜https://news.softpedia.com/news/4-Things-About-Foraminifera-83804.shtml
有孔虫是海洋中大量存在的一类单细胞动物，身体包裹在碳酸钙壳体中，大小通常不超过1毫米。它们中有的在海水中漂浮一生，被称为“浮游有孔虫”；有的则把身体固定在海底沉积物上，称为“底栖有孔虫” 。

文章图片
图源：《自然界的艺术形态》(1904),图版2
当然，不论是浮游类还是底栖类，遗骸的去处都是海底，最终成为了海洋沉积物的一部分。如果把来自大洋底的沙子放到显微镜下，你或许会发现“沙粒”几乎都是有孔虫，密密麻麻，简直会让人患上密集恐惧症。
在过去十几年里，有孔虫壳体的镁/钙比值被学界各路大咖用来推算古海水温度，让人类对千百万年以来地球冷暖交替的变化历史有了具体的感受。
03化石温度计的原理是？
那么，为什么有孔虫壳体中的镁/钙比值可以反映古水温呢？
生物在生长过程中，会从海水中吸收镁/钙等元素形成碳酸盐壳体，而海水中镁/钙比值几乎是恒定不变的。实验结果表明，生活在大海里的有孔虫，它们壳体中的镁/钙比值会随着海水温度升高而增高。