今天的地质学终于有了自己的天文时钟——旋回地层学

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地学思维解读时间——旋回地层学

说到旋回地层学（cyclostratigraphy），字面上的意义是与地层相关，可是在旋回地层学定义上却是以天文轨道周期为时间尺度来具体测量地质年代。蒙了吗？这样，不妨先问一个大家都思考过的问题——时间是什么？

对于这个问题，不同的人有不同的答案。

对于物理学家而言，时间是绝对的，也是相对的。

经典的牛顿力学把时间计算为一个描述运动的参量，在牛顿力学里面，过去和未来的时间参量是反演对称的，它是绝对的。

而爱因斯坦进一步拓展了牛顿的时空观，在爱因斯坦的物理世界里，时间是相对的。

对于哲学家而言，时间和空间无非是感性的主观形式（康德）。

对于生物学家而言，时间是造化的大手，它直接地造成了物种的更迭、变迁（达尔文）。

而对于地质学家而言，时间是和空间紧密相连的，在地质学中，时间往往都是用空间概念去描述的——“原始地层总是上新下老”、“不同的时代有不同的地层，相同时代有相同或相近的地层”、“只有哪些目前可以观察到彼此相邻的相区才能原生地叠置在一起”（即地层学三定律，最早由丹麦学者尼古拉斯·斯丹诺于1669年提出）。

地层学三定律把地质学的时间和空间的概念联立在了一起。根据三定律之一的“化石层序律”，地质学家们把对时间的描述转变为了对地层所含化石的确定和对比，从而建立了全球统一的地质时间坐标——地质年代表，让地质学中的时间描述变得直观而实用。然而无论是地层学三定律还是地质年代表，发展到这个时候，地质学上的时间概念还是由相对的概念发展来的，它所依据的参考系并不绝对，所以通过这样的方法描述出来的地质时间并不精确。

但是随着科学技术的进一步发展，地质学中又发展出了生物地层方法，根据地层中发现的化石确定地层的年代

和放射性同位素地质年代确定技术，通过地层中的放射性同位素测年技术确定地层的年代

他们让地质学的时间坐标拥有了绝对的概念——数字年龄，并把这个单位定为百万年Ma。

然而百万年这样的时间单位，既不像物理学依据天体系统的运动来描述时间，也不像生物学一样通过描述生物的演化以及自然的变迁来描述时间，它在描述时间上的精度还不够高，地质学家们需要一个更精确的坐标系。

二十世纪初，米兰科维奇提出，地球的轨道变化决定了太阳光照量的大小，北纬65度附近夏季太阳光照量的变化正是第四纪冰川旋回的主因。简单来说，他阐明了天体运行的轨道周期力可以影响地球的气候和沉积情况。这样一来，地质学就和天文挂钩在了一起。

无论是在远古农耕时期，人类对日历节气的划分中，还是在近代牛顿的经典物理学里，天体的运动都是一个精确而绝对的参考系。有了米兰科维奇的这个发现，地质时间坐标就也像物理学一样有了一个更好的参考坐标系——天体系统。

于是乎，旋回地层学应运而生。或者更准确地说，轨道旋回地层学应运而生。看到这里，大家也就都明白了，旋回地层学是利用天文和地质的关系来描述地质时间的一门科学。它研究的是天文轨道周期力和地层序列之间的关系。它利用轨道力驱动形成的沉积旋回记录，建立了精确度更高的地质年代表。

旋回地层学最早在1988年由A.G.Fischer正式提出，是地层学的一个分支，它在地层年代划分上有着极高的分辨率。发展到如今，虽然只有几十年的时间，却已经在地层学上发挥了重要的作用，成为了地层学的一个重要的分支，而且还在持续不断地发展中。

具体到使用上，在野外判别地层旋回的时间，需要首先在野外发现的露头良好的地层剖面，随后对剖面的各个岩层进行详细描述，进而进行旋回划分；之后对地表剖面和地下测井资料进行谱分析计算，确定频谱成分和主要旋回的堆积速率，之后进行数字滤波得出高分辨率旋回曲线，用来进行高分辨率地层划分；最后同国际地质年表对比，就可以估算出旋回的具体年龄了。

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