【古生物大小事】李世緯／年輪不是樹的專利

地球公轉一周對你是什麼意義？一年四季春夏秋冬影響所及不只限於人類，大自然中處處可見：夏天暖和，雨水充沛，植物長得快，所以樹幹的木質部形成排列比較鬆軟、顏色較淺的早材；相對的，冬天寒冷、缺水，植物生長緩慢，所以木質部形成排列比較緊實、顏色較深的晚材。就這樣，年復一年的交錯，在樹幹剖面上形成一圈又一圈的同心圓，每一圈代表一個夏冬循環，或寬或細，蘊含了豐富的資訊。

所有生物都使用同一顆太陽

太陽底下沒有新鮮事，所有的生物都遵循相同的法則。四季循環不會只影響到樹而已，「年輪」到處都有－－生物與非生物體，都會因周期循環留下痕跡。與樹幹非常類似的是魚類的鱗片，隨著魚齡增長，春夏秋冬的溫差會在鱗片上留下一圈圈的同心圓。近幾十年來，隨著科技的精進，科學家更近一步地分析魚類的耳石。這個從生物礦化所形成的碳酸鈣結晶，是魚類聽覺與平衡用的小骨，因為會隨著年歲增長，被科學家拿來當成行車紀錄器一樣使用。從這個體積小小卻功效神奇的骨頭裡，可以解讀出豐富的資訊：魚群的年齡、食性、棲地等等。精準的程度，甚至可以達到以「日」為單位。

非生命物質如冰山，也能看見類似的周期痕跡。格陵蘭島的冰山已經存在十一萬年了，儘管當地終年冰封，一年四季的溫度與降水也還是依循著周期。新雪結成的冰年復一年地覆蓋、消融、蒸發，又一層層地增長，這高高低低的氣溫也會在新舊冰層中留下「年輪」。其實這些像千層蛋糕似的「年冰層」不只記錄了過往幾萬年的氣溫消長，也忠實地保存了當時的大氣組成，尤其是大氣中的微量元素。格陵蘭冰山的年輪研究讓科學家們精準地推算出距今15000年至11700年間，地球經歷的幾次氣候變動，其中最劇烈的一次落在距今14680年前，地球在短短幾十年的時間裡急遽暖化，再逐漸變冷。

化石也可以記錄地球的轉速

事實上，除了年輪（年周期）之外，自然界中的日周期、潮汐周期、生殖周期，以至於更長尺度的天文周期等，都會留下不同程度的循環痕跡。年周期研究中最教人驚豔的大概是「化石居然記錄下了愈轉愈慢的地球」。利用海洋生物，如菊石、腕足動物及軟體動物的化石，研究它們外殼中的年輪，可以得到這些動物存活時期的四季周期、潮汐周期，甚至於日周期等。古生物學家分析出，距今4.4億年的奧陶紀，地球公轉太陽一周需要412天，到了3.7億年前的泥盆紀地球繞太陽一周為398天（晝夜間距21至22小時），3億年前的石炭紀一年約385天，6500萬年前的白堊紀一年約376天，到今天一年365天。以日常感覺來說明的話，一年365天的意義是：地球公轉一周，包含了365個自轉周期；也就是說，一個春夏秋冬周期，包含了365個日出與日落。原來，四億多年來，一年從412天放慢到365天，而一天從21小時延長到24小時。

老子曰：「大象無形。」像地球公轉軌道這麼大尺度的「象」，當然是我們看不到的「形」。但是，也絕對不要以為它悄悄變慢就神不知鬼不覺，其實化石都知道。因此，莊子曰：「每下愈況。」從低微小處去看道，道就愈明顯。