2 從硅藻出發

硅藻是具有微小硅質外殼的單細胞藻類，目前所找到的最古老的硅藻化石顯示其大約生活在一億年前的白堊紀，不過也有古生物學家認為硅藻在更古老的侏羅紀就已出現。現存的硅藻有一萬多種，大約分為120個屬，生活在江河湖海等各種水體中以及其他潮濕的地方。此外，古植物學家們還從化石中分辨出大約70個屬的早已滅絕的硅藻。

眾所周知，植物通過光合作用將空氣中的二氧化碳固定成為糖類中的有機碳，這是我們這個世界生機勃勃的基礎，那么植物界進行光合作用的冠軍是誰呢？是我們廣泛種植的小麥、水稻？是廣袤的草原？還是茂盛的森林？答案出乎意料，冠軍竟然就是不起眼的硅藻！硅藻每年固定的碳大約是陸地上所有高等植物所固定的碳的總量的三四倍，它們制造的氧氣大約占了整個植物界的40%！小小的硅藻在生物界的地位舉足輕重，設想有一天海洋中環境突變導致硅藻滅絕，那么整個生物界都將很快面臨絕境。

硅藻也許是地球上數量最多的生物。它們能夠繁衍得如此成功的原因，是科學家們一直以來努力想搞清楚的重要問題。在比較了那些已消失的原始硅藻和現存的種類之后，有的古植物學家認為，硅藻特有的堅硬外殼是個重要原因。每個硅藻都分泌出由兩個瓣合在一起的二氧化硅外殼，上面有繁復的圖案——網狀、刺狀、點狀、平行紋或放射紋——這一切組合在一起形成精美的圖案，猶如美麗的首飾。雖然看上去極其精致，但它們的外殼卻與“脆弱”這個詞無關，有的種類甚至能在700噸/平方米的巨大壓強下仍安然無恙——就算讓一頭大象站在碗口大小的地方所產生的壓強也不過如此！硅藻在死亡之后，細胞很快就會分解，但堅固的外殼卻常常被保存下來，形成大量的化石。

億萬年來，死亡硅藻的外殼在地球上不斷積累，有時可以達到數百米之厚，這種質地細膩的灰白色物質就被稱為“硅藻土”。在一立方米的硅藻土中所含的硅藻數目可以達到500億之多。硅藻土作為建材非常輕，土耳其君士坦丁堡著名的圣索菲亞清真寺圓頂就完全是用硅藻土建成的。硅藻土還曾經幫了硝化甘油發明者諾貝爾的大忙。諾貝爾知道流體形式的硝化甘油不利于運輸和保存，因此他花費了大量精力尋找一種辦法使它在運輸中比較安全，同時又不至于讓它的爆炸力過多減少。他嘗試過多孔的砂土、紙、紙漿、木屑、磚灰、煤、干泥、石膏塊、粘土塊等各種材料，最后他說：“硅藻土就是我要找的東西。”此外，硅藻化石對其他科學家們也極其有用。由于特定種類的硅藻對生活環境的水體咸度、溫度、光照等條件都非常敏感，通過研究硅藻化石的種類和豐富程度，就能知道關于該環境遙遠過去的大量信息。

早在半個世紀之前，人們就已開始通過研究硅藻的變化來確定水體污染及其程度。不僅如此，對于現代的“福爾摩斯”們而言，硅藻也是一種“常規武器”。幾年前的一天，在佛羅里達州邁阿密附近的大沼澤國家公園里，有人報警說自己的朋友不慎掉入水中淹死了。初步的解剖發現死者的確是溺水而死，并無可疑的傷痕，報警者的講述似乎也合情合理。然而法醫進一步的檢驗發現，死者肺部的積水中幾乎沒有硅藻，而現場的水體中則含有大量的硅藻——說明死者并非在他被發現的地方溺死！在進一步的調查與審訊之后，最初的報警者不得不承認，是他將反目成仇的朋友騙到家中，用酒灌醉后在浴缸里將他淹死，然后才拋尸到沼澤之中。硅藻檢測技術在溺水死亡案件中起著重要作用，類似這樣的案例在世界各地還有不少。

堅硬的外殼并非是硅藻的專利，硅質也并非其外殼材料的惟一選擇，例如在熱帶和溫帶海洋中繁殖的一種叫“球葉磷藻”的海藻，細胞外面就覆蓋著各種鈣質外殼。這種單細胞海藻與常見的礦物——白堊的形成有關。白堊紀時，球葉磷藻在海中大量繁殖，死亡后它們的鈣質外殼年復一年地沉積在海床上。如今，幾乎整個歐洲都能發現白堊的沉積，這也正是這個地質時期命名的由來。單細胞的海藻極其微小，卻聚集成了龐大的白堊巖石，這種極端的對比著實令人震驚——據統計，每一立方厘米的白堊中，就至少含有1,000萬個球葉磷藻的鈣質外殼！

參與形成白堊的浮游生物不僅有藻類，還有以有孔蟲為主的其他生物。有孔蟲也是一種單細胞生物，長有一個個小室連接而成的、多種多樣的鈣質介殼。最為奇特之處是它們的大小相去甚遠——最小的只有0.001厘米，最大的可達10厘米，兩者相差10萬倍！在古代，一些體形較大而形狀奇特的有孔蟲化石曾被誤認為是麥粒、錢幣或扁豆。

有孔蟲化石在現代地質研究中最受矚目，因為這類化石蘊藏著石油礦的線索。

能與有孔蟲化石的精巧程度相媲美的，還有放射蟲留下的微體化石。放射蟲也是一類單細胞動物，在古生代就已存在，如今的海洋中也有生存。目前所知的放射蟲有幾萬種。雖然只有一個細胞，但它們的硅質骨骼形狀變化無窮，是相當精致的工藝品。放射蟲死后，大量堅硬的硅質骨骼沉積在海洋底部，經歷多個地質時期而形成放射蟲巖石。這種巖石非常堅硬，顆粒精細，光滑美麗，很多都是稀有的寶石，它們繽紛多彩：從藍紫色到各種層次的紫色、綠色、黃色、紅色，一直到棕色。其中最為著名的是碧玉，用于制造首飾和建筑裝飾。意大利佛羅倫薩的美第奇家族所建的小教堂以及巴黎歌劇院的樓梯在建造時都使用了放射蟲巖石。