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地質百科

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超微化石Nannofossil

楊天南 (Yang, Tien-Nan)

  超微化石依殼壁成份有鈣質的鈣板(coccolith)和鈣板藻(coccolithophore)、矽質的矽藻及有機質的孢粉等三大類,其中數量以鈣質超微化石最為豐富,加以廣布全球海洋及快速演化,促成該類化石成為判定地層層位和相對年代的利器,在生物地層範疇佔有重要席位(Perch-Nielson, 1985)。最早的鈣質超微化石出現在德國南部的阿爾卑斯山脈東側的晚三疊紀地層(Jafar, 1983)。自從馬丁尼(Martini, 1971)建立新生代鈣質超微化石分帶,提供了全球地層對比重要基礎;而歐卡達(Okada)和巴克禮(Bukry)針對低緯度地區另外建立新生代鈣質超微化石分帶(Okada and Bukry, 1980)。

  鈣質超微化石的現生種叫鈣板藻(coccolithophore),為生活於海水透光層之浮游性單細胞藻,其所合成的鈣板以數片互嵌包覆於細胞膜外,也有數種鈣板藻之鈣板呈多層覆蓋於膜外(Yang et al., 2012)。鈣板(coccolith,一般小於10μm),又名顆石或球石,多數成扁圓盤狀。被鈣板完全覆蓋細胞稱鈣板球(coccosphere),也稱作球石殼(約20μm)。鈣板依結晶大小及型態差異又分同型(holococcolith)與異型鈣板(heterococcolith)兩種,異型鈣板常見於化石中;許多現生種的生活史中發現同型與異型鈣板交替或同時出現(例如Cortés and Bollmann, 2002; Young et al., 2003)。

  鈣板藻的生活史有可動期(單套染色體)及不動期(雙套染色體);可動時期具兩條等長鞭毛及一根定鞭毛(haptonema),後者為定鞭藻門(Haptophyta)之重要特徵。營養方式多為自營性,少數行異營性。生長率快,有些種類每天的分裂多於兩次(Haq and Boersma, 1978)。畸形鈣板常見於東海和紅海等大陸邊緣海域中,其原因恐與硝酸鹽不足有關(Okada and Honjo, 1975; Yang et al., 2004)。

  位於多佛海峽(Dover Strait)英國側崖壁於白堊紀時期沉積的碳酸鈣質石灰(白堊)岩中含豐富的鈣質超微化石鈣板藻種類分布和溫度(緯度)與水團性質有關。五個緯度氣候生物群分別是熱帶、亞熱帶、過渡帶、亞極區和極區;至於種類多樣性隨著緯度減少而增加(McIntyre and Bé, 1967)。當今海域分布最廣優勢種為Emiliania huxleyi,而亞極區主要藻種為Coccolithus pelagicus(Brand, 1994);在臺灣東側黑潮主流以Umbellosphaera irregularis和U. tenuis數量較多(Yang et al., 2001)。

  海水中二氧化碳可透過鈣板藻轉成碳酸鈣質鈣板及有機物質,進而被保存在深海沉積物中,因而鈣板藻被視為可降低大氣二氧化碳的生物幫浦(biological pump)。有鑑於此,科學家洛夫拉克(James Lovelock)在蓋婭假說(Gaia Hypothesis)裡認為鈣板藻是大地之母的溫度調節器官(Lovelock, 2000)。此外,該藻所製造的不飽和烯酮類之不飽和烯酮指數(Uk37’)與海表溫相關,成為回推古海表溫的一支古溫度計(Prahl et al., 1988)。最近的實驗室培養研究亦顯示單種鈣板中高鍶鈣比(Sr/Ca)與高營養鹽及高生產力存在正相關(Auliaherliaty et al., 2009)。

圖1 Gephyrocapsa oceanica 橋石藻屬 大洋橋石藻

圖1 Gephyrocapsa oceanica 橋石藻屬 大洋橋石藻
楊天南(Yang, Tien-Nan)
2012/03/09

圖2 Emiliania huxleyi 艾密里藻屬 赫氏艾密里藻

圖2 Emiliania huxleyi 艾密里藻屬 赫氏艾密里藻
楊天南(Yang, Tien-Nan)
2003/01/24

圖3 Gephyrocapsa oceanica 橋石藻屬 大洋橋石藻

圖3 Gephyrocapsa oceanica 橋石藻屬 大洋橋石藻
楊天南(Yang, Tien-Nan)
2003/01/24