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贝壳里隐藏的惊人秘密:地质、生物、数学浑然一体

原标题:贝壳里隐藏的惊人秘密:地质、生物、数学浑然一体

      很多人或许见过斑彩石这种新兴宝石,整块的斑彩石,其外形轮廓恰似一枚现代海洋生物鹦鹉螺。现代科学研究发现,斑彩石,其实是一种名为 “菊石”的远古生物化石。菊石,是一种海洋无脊椎动物,随身带有一个螺旋壳,一般体长0.250.5米,少数能超过1米。在远古时期的中生代十分繁盛,最终与恐龙几乎在同一时期灭绝。

      斑彩石的主要成分是文石,即碳酸钙,和珍珠的主要成分类似,只不过它们的区别在于,斑彩石是自然界中历经了数千万年的地质作用形成的,而珍珠则是有机作用形成的。

      地质学家研究发现,斑彩石的表面,具有彩色效果的部分其实只有薄薄的一层,通常为0.50.8毫米,都不大于1毫米,其颜色和亮度直接取决于这一层的厚度,较厚的以红色和绿色为主,较薄的则主要显示为蓝色和紫色。我们知道,很多宝石如红宝石、蓝宝石等的颜色是吸收了白色光中的特定光线造成的,而斑彩石与之不同,它的七彩色来源于内部微观结构对光线的干涉作用。

      斑彩石不仅颜色鲜艳,表层的裂纹也独具特色。当这种宝石在地下形成过程中,上覆岩层的压力不均匀,就会在斑彩石表面形成纵横交错的纹理,如同鱼鳞一般,五彩斑斓,异常美丽。

斑彩石,菊石的化石

      我们现在已经见不到活体“菊石”这种生物,但是观察另外一种相似的生物——鹦鹉螺,还能了解一些它的信息。

      鹦鹉螺(学名:Nautiloidea)是海洋软体动物,共有2属、6种,仅存于印度洋和太平洋海区,壳薄而轻,呈螺旋形盘卷,壳的表面呈白色或者乳白色,生长纹从壳的脐部辐射而出,平滑细密,多为红褐色。整个螺旋形外壳光滑如圆盘状,形似鹦鹉嘴,故此得名“鹦鹉螺”。鹦鹉螺已经在地球上经历了数亿年的演变,但外形、习性等变化很小,被称作海洋中的“活化石”,在研究生物进化和古生物学等方面有很高的价值。

鹦鹉螺

鹦鹉螺贝壳,20.3 x 25.2厘米

鹦鹉螺标本

螺旋状的鹦鹉螺贝壳

1868年出版的图书中绘制的鹦鹉螺图像

海洋中的活体鹦鹉螺

鹦鹉螺的眼睛

2009年,一位摄影师在澳大利亚昆士兰水下800米处拍下了一对鹦鹉螺正在吃鱼的画面

正在游动的鹦鹉螺

      更为奇特的是,在鹦鹉螺身上存在着十分有趣的数学规律:等角螺线。

      等角螺线是数学家笛卡儿在1638年发现的,也称黄金螺旋,是自然界最完美的经典黄金比例。黄金比例律表现了事物的相对静止状态,而自然律则表现了事物运动发展的普遍状态。黄金比例律是凝固的自然律自然比例律是运动着的黄金律。纵使改变,依然故我,螺旋上升,生命不朽。

鹦鹉螺贝壳的切片

鹦鹉螺的黄金比例

具有黄金螺旋的艺术设计

      等角螺线无处不在!从宇宙空间到我们头顶的发旋;从古老的鹦鹉螺贝壳化石到万达东方影都的建筑;从老鹰捕猎到植物叶子排列这些无不体现出等角螺线的自然之美!

斐波那契额数列的秘密

文章原载于马志飞科学网博客 贝壳里隐藏的惊人秘密:地质、生物、数学浑然一体

资料来源主要为pinterest.comwikimedia.com、青岛贝壳博物馆、地理地质百科探秘官方微信公众号等。

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贝壳,地质,生物,数学,科普

编辑:鲁铭

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