1965年,国际地质学领域多了一个极为重要的名词——“金钉子”。“金钉子”并不含金,却在半个多世纪里引起全球地质学家的激烈争夺。截至目前,中国“夺得”11枚“金钉子”,位居世界第二。这究竟意味着什么?
地球46亿年的历史都记录在地层中。“金钉子”就像一把地层年代“卡尺”,使科学家能够按统一的时间标准分析并研究不同地区同步发生的地质事件,在叙述地质历史时拥有共同“语言”和全球性标准。在地学界,“金钉子”的意义不亚于奥运会金牌。每一枚“金钉子”的确立,都要经过国际地层委员会和国际地质科学联合会严格的投票认定。“金钉子”的数量代表着一个国家地质学研究的综合实力。
中国第一枚“金钉子”是在这个概念提出后30余年才确定的。在竞争“金钉子”的过程中,中国科学家历经艰难、屡遭挫折,但不屈不挠,最终后来居上。这段一波三折的故事,就发生在中国科学院南京地质古生物研究所的科学家身上。
1991年,第六届国际奥陶系大会预备会议前,南京古生物所研究员陈旭收到国际地层委员会奥陶系分会主席、澳大利亚麦考瑞大学教授巴里·威比的郑重邀请:“我们想提名你担任国际地层委员会奥陶系分会副主席。”威比的理由是,全世界的奥陶系地层分布,中国占据了一大块,但国际地层委员会奥陶系分会长期缺少中国学者。
20世纪60年代,受工业发展的驱动,人类对能源的需求与日俱增,因此对地质学研究精确度的要求也日益提高,但由于缺乏统一标准,造成了全球地层划分和对比困难。1965年成立的国际地层委员会,主要目标之一就是建立全球统一、精确定义的年代地层系统。“金钉子”应运而生。
1972年,全球第一枚“金钉子”被确立在捷克首都布拉格的西郊,标定的是志留系和泥盆系之间的界线。此后,世界各国轰轰烈烈地展开确立“金钉子的竞赛”。然而,中国与国际地质学界长期脱节,中国科学家连入场券都拿不到。直到1977年,中国才开始正式参与国际地层委员会的活动。
进入20世纪80年代,中国科学家终于得到机会,参与竞争奥陶系和志留系底界之间界线的“金钉子”,却连遭挫败。当时,吉林奥陶系底界和湖北志留系底界的剖面非常被看好,甚至已作为唯一候选剖面进入国际地层委员会最后一轮表决阶段。然而,形势急转直下。国际地层委员会突然改变定界标准,启用先前已被淘汰的候选剖面。两枚“金钉子”与中国擦肩而过。
1991年7月14日,陈旭以国际地层委员会奥陶系分会副主席的身份踏入第六届国际奥陶系大会会场。经过整整5天的激烈讨论,大会提出了奥陶系共9条有潜力的候选地层界线,“金钉子”将从中产生。每一枚“金钉子”都包含剖面、点位两部分内容。其中,点位的确立,需要以一个地理分布广泛的代表物种在特定岩层序列中“首次出现”为标志。
在奥陶系中部一条界线的竞争中,陈旭和英国奥陶系研究首席科学家理查·福提狭路相逢。双方面的矛盾出现在“笔石”身上。笔石是一种已经灭绝的海生群体动物,在奥陶纪和志留纪异常繁盛,不仅演化速率快,而且广布全球。因此,这两个地质时期的“金钉子”常把某些特定种类笔石的首次出现作为标志。
1995年,国际界线工作组正式向国际地层委员会奥陶系分会提交了建立全球达瑞威尔阶“金钉子”的报告,提议以澳洲毛状波曲笔石在中国浙江黄泥塘剖面的首次出现定义其底界。1996年至1997年,这个提案先后获国际地层委员会奥陶系分会、国际地层委员会投票通过,并得到国际地质科学联合会确认。中国第一枚“金钉子”就此确立。这是中国地质学历史上的一个里程碑。
进入21世纪,中国在“金钉子”领域的研究势如破竹,几乎每隔两年就有新的“金钉子”确立。其中,南京古生物所主持确立的有7枚。已经88岁高龄、当选中国科学院院士20余年的陈旭说:“作为一个人为的国际标准,‘金钉子’的确立从来都不只是学术上的竞争。科学家一定要勇敢闯荡国际舞台,不惧争辩,向世界证明我们的实力,捍卫国家尊严。”