河蚌的壳顶被侵蚀得发白,外圈的同心环却还完整。数这些环能读出后半生,前半生已经磨掉。壳体的横切面与氧同位素,能把丢失的那一段补回来,也让一圈一年这个假设第一次受到检验。
壳顶最先被磨掉,外层同心环只记后半生
壳顶是最早形成的部分,在淡水与潮间带环境里最先被溶蚀。壳长 5–10 厘米的蚌,壳顶常已磨平,前 3–5 年的记录消失。从壳顶向腹缘数环,起点其实已经不是零岁,这一点最容易被忽略,也最容易把年龄报小。
表面同心环在壳面平缓处最清楚,脊部与放射肋交汇处容易错行。沿最大生长轴取一条带,用铅笔轻划标记每一环,再回头复核一遍,比边走边数可靠。两个人各数一次,只有一致的圈段才计入总数。
切面上的生长带比表面纹路稳
沿最大生长轴切开壳壁,可见明暗交替的生长带,与表面环一一对应。切面不受表面溶蚀影响,磨掉的外层在这里仍留有痕迹。切片前先用树脂包埋,边缘才不崩,纹理才连得起来,凹凸处也要磨平。
贝壳由方解石或文石构成,两种晶型的保存性不同。文石层在淡水里容易转为方解石,转换处纹理模糊。切面上出现浑浊带时,该段读数作废,不硬数;浑浊段占三分之一以上,整片放弃,另取样本。
氧同位素给出独立的年周期,可与生长纹对齐
壳碳酸钙的氧同位素比值随水温变化,冬季偏重、夏季偏轻,一个正弦周期对应一年。沿生长轴以 0.5–1 毫米间距取样,测出的曲线与生长带对齐,两条独立证据互校,比单看纹路可信得多。
年振幅通常在千分之一到千分之二之间,振幅太小则周期难辨。淡水贝类的比值还受降水与蒸发影响,曲线会多出季节性的小波动。判读时要与当地水文记录对照,不能直接套用海洋的经验值。
长寿命个体的年表能跨世纪,采样间距要更细
北极蛤可活 400 年以上,壳面上的年轮密到每年不足 0.2 毫米,肉眼无法计数。这类样本必须切片、抛光、在显微镜下逐条标记,再与已知年表交叉定年,单个壳体不能独立成立。
年轻个体的轮间距宽,年老个体窄,同一壳上的间距能差 10 倍以上。读数时按段换倍率,先读外圈宽带,再向内推窄带,中途换人复核,避免系统性偏移。换倍率的位置要标在图上,供后人复查。
关键数据
下列数值用于判断手头的壳体适合哪一条线。表面环、切面带与同位素三条线,成本依次提高,结论的可靠度也依次提高。
- 壳长 5–10 厘米的蚌,壳顶常磨掉前 3–5 年
- 年轮间距由 5 毫米降到 1 毫米
- 同位素取样间距 0.5–1 毫米
- 年老个体年轮间距不足 0.2 毫米
- 北极蛤寿命可超过 400 年
- 同一壳上的轮间距可差 10 倍
- 文石转方解石处纹理模糊
潮间带、淡水与溶蚀让年周期失去规律
潮间带温度日变化可达十几摄氏度,日生长纹与年生长纹混在一起;淡水环境的同位素受降水主导,季节信号被冲淡。两类生境的样本都不能直接套用海洋年表,先做本地对照再读数。
壳面溶蚀、钻孔生物与破壳都会截断序列。本文判断:贝类年龄须由生长带与同位素两条线共同支持,只有一条时给出区间;两条差 2 年以上,以切面生长带为准,并在记录里写明分歧所在。
参考文献
- Rhoads D C, Lutz R A (eds). Skeletal Growth of Aquatic Organisms. Plenum Press, 1980.
- Wefer G, Berger W H. Isotope paleontology: growth and composition of extant calcareous species. Marine Geology, 1991, 100: 207–248.
- 蔡英亚 等.《贝类学概论》. 上海科学技术出版社.