金字塔是如何建成的？货币虫：我有话说！ / 开普饭

记得大学时有一阵，学校流行写“三行情书”，大家都憋足了劲儿要写出浪漫的句子。那时我也想小试牛刀，于是在海洋学课上憋了半天，最后写下了：

海和陆地曾在一起，

沙漠里的鱼化石，

就是爱过的证据。

海陆间的种种故事我们或许难以得知，但沧海桑田，总有见证者存在。今天的主角光滑货币虫就是一位见证者。

货币虫化石。图片：Patataasada / Flickr

自然界的艺术代言

光滑货币虫是一种已经灭绝的原生生物，它们曾经生活在中生代末期到新生代早期的特提斯洋温暖的浅海中。现在，它们留下的只剩那具盘成螺旋状的石灰质外壳了。

走进灭绝生物的世界似乎没那么简单。光滑货币虫隶属的有孔虫门（Foraminifera）还有许多现生种类，其中一些种类离我们并不遥远。我们或许可以通过货币虫的这些亲戚来了解它们。

各式各样的有孔虫外壳。图片：Psammophile / wikimedia

目前认为有孔虫共有约40000种，现生种约6000种。绝大多数有孔虫是生活在海洋中的单细胞动物，它们的身体大多十分渺小，有的如一粒沙子，有的只有几百微米。它们虽然渺小，但从赤道到两极、从潮间带到深海，海洋中的每一个角落几乎都有它们的身影。

拥有如此广阔分布范围的有孔虫想必不是等闲之辈。作为单细胞生物，它们演化出了不同的外壳来保护自己——有的拥有自己分泌的钙质坚硬外壳，有的则会分泌黏着物质，以黏着一些砂砾、云母或海绵骨针作为自己的外壳。

《自然界的艺术形态》一书中绘制的有孔虫。图片：Ernst Haeckel

按照生活方式，有孔虫可以分为浮游型和底栖型两类，大多数为底栖型。不论底栖还是浮游，有孔虫外壳上都布满了许多小孔，用来感受外界环境变化和进行物质交换。

外壳内，则包裹着它们的原生质。原生质可以通过壳壁上的孔向外伸展成为伪足，有孔虫的运动和摄食就是依靠这些伪足完成的。在伪足的帮助下，一些底栖型有孔虫每小时可完成数厘米的移动，这对个体微小的有孔虫来说已经很不容易了。

嗜温转轮虫Ammonia tepida是一种现生有孔虫，细丝是它伸出的伪足。图片：Safay / wikimedia

有孔虫主要以浮游生物、碎屑和细菌为食，它们在海洋食物网中处在一个较低的位置，但功劳不容小觑——据估算，个体渺小但数量庞大的有孔虫们每年对全球海洋有20%左右的碳酸钙贡献。

金字塔里也有它

在埃及，人们在金字塔、狮身人面像等著名古迹中发现了大量货币虫。建造金字塔的材料大部分是石灰石，少部分为花岗岩，每块巨石都至少有几吨重。这些古迹是如何被建造的？人们对此仍存在争论。

目前认为，金字塔所需要的石灰石是从附近的石灰石矿采集，运输至金字塔处搭建成的。不过法国工程师约瑟夫·达维多维茨（Joseph Davidovits）提出了新的观点，他认为建造金字塔的石灰石并非天然石，而是由人工浇筑的。这样一来就可以化整为零，建造金字塔时只需将搅拌好的石灰石浇筑模具中待其干燥即可。

这样的说法是否正确呢？

吉萨金字塔。图片：Ricardo Liberato / wikimedia

为验证达维多维茨的观点，考古物理学教授扬尼斯（Ioannis Liritzis）想到或许可以检测金字塔石灰石的成分来判断真伪，相关研究发表在2008年的《文化遗产杂志》（Journal of Cultural Heritage）上。

扬尼斯教授检测了埃及吉萨建筑样品的矿物学特征及化学成分。结果显示，未检测到浇筑必须采用的聚合物材料，且石灰石中的货币虫化石完整性较好，货币虫化石的分布与它们在海底中的堆积情况一致。这证明，建造金字塔所用的石灰石应该是天然形成而非人工浇筑的。

金字塔建筑材料中的货币虫化石。图片：Pierre Thomas

见证沧海桑田

记录金字塔等古迹的建造历史，只是以货币虫为代表的有孔虫们的贡献之一，它们能做的远不止这些。有孔虫演化速率快，且死后常能留下石灰质外壳，所以常被作为不同地质时期的指示生物。

西班牙乌尔巴萨山脉（Urbasa）上的货币虫化石。图片：Theklan / wikimedia

有孔虫也能被用来重建海水温度。这是如何做到呢？其实大部分生活在海洋中的有孔虫都曾经受海洋环境的影响——在有孔虫生长过程中，它们吸收海水中的钙（Ca）、镁（Mg）等元素来构造它们的外壳。

通常来说，一定温度下，海水中的镁/钙比值是固定的。而实验证明，有孔虫外壳中的镁/钙比值会随着海水温度升高增加，这是因为镁离子置换碳酸钙中的钙离子是吸热过程——当温度升高，钙离子被镁离子置换得越多，外壳中的镁离子就越多。通过计算，我们可以得到不同镁/钙比值下海水的温度，再结合不同地层发现的有孔虫化石中镁、钙含量，我们就可以得出当时的海水温度。