▲水中的这几块叠层石，看上去非常普通，既没有绚丽的色彩也没有奇异的造型，疙疙瘩瘩的表面、暗淡无光的色泽甚至让它们看上去颇为丑陋，但它们中却隐藏着地球生命起源的秘密。摄影/姜爽
这些明暗相间的纹理是蓝细菌生长的记录，也是昼夜和季节变化的信息，研究这些纹理，我们可以推测以前的时间变化。科学家根据对叠层石的研究发现，在13亿年前，地球一年约546—588天、约13—14个月，而且这些研究数据，与天文观测计算出的结果相差无几。
此外，专家通过对10亿年前的叠层石的研究还发现，当时的地球黄赤交角约为30°，比现在的23°27′明显要大，也就是说，当时地球的倾斜角度更大。结合其他结论，科学家认为由于月球逐渐远离地球以及潮汐作用对能量的消耗，地球的自转速度和月球绕地球的公转速度都在不断减慢，地球的黄赤交角因此不断减小，越来越“正”了。
除了以上的作用，叠层石还可以“制造”铁矿。今天在一些叠层石的表面能看到很多发红的地方，那些都是因为含有铁元素的关系。在蓝细菌繁盛的年代，海洋中存在过大量铁元素，蓝细菌通过光合作用产生氧气，铁元素被氧化后沉积在海底。后来，又经过漫长的地质作用便形成了铁矿。
▲叠层石在风化侵蚀下大多呈现出扁平的形状，一些藻类附着在上面，为它们涂上了一抹抹斑斓的色彩。摄影/Yann Arthus Bertrand
此前，人们从未想过还有活着的叠层石
叠层石的形成年代十分久远。地质学家在澳大利亚、北美和南非三个不同大陆的11个地点均发现了叠层石的身影，其年龄在25亿年以上。此外，在美国、西班牙、澳大利亚等地寒武纪地层中也有发现。目前，世界上最古老的叠层石化石是2016年，于格陵兰岛西南部伊苏阿变质岩中发现的，约形成于37亿年前。
年代久远的叠层石是非常稀少的。据专家研究，在36亿—28亿年前（古太古代及中太古代），叠层石还是非常稀少的。到28亿—25亿年前（新太古代以后），叠层石的分布范围和种类渐渐丰富起来。到约12.5亿年前，叠层石的繁盛达到了顶峰，这一时期的叠层石，在全球七大洲各地几乎都曾被发现。之后，寒武纪迎来了生命大爆发，叠层石的数量开始急剧减少。
科学家们猜测，叠层石减少的原因可能是寒武纪生命大爆发后，后生动物（除原生动物之外所有动物的总称）捕食蓝细菌，蓝细菌的生存竞争增加，使其数量减少，叠层石随之减少；另一种可能是，海洋环境的变化，如碳酸盐浓度的降低也可能导致了叠层石建造的缓慢。
▲在巴哈马小达比岛的水中，叠层石正缓慢的生长着。供图/《中国国家地理》中文繁体版2020年07期
值得惊喜的是，1956年，科学家们在澳大利亚的沙克湾哈默林池发现了活着的现代叠层石！此后，人们又在巴哈马小达比岛、新西兰煎锅湖、巴西lagoa Vermelha泻湖、美国黄石公园等地相继发现新的现代叠层石。
在哈默林池的叠层石被发现之前，人们从未想过还有活着的叠层石，而且这些叠层石还在继续生长。在哈默林池，连绵成片的叠层石沿着海岸铺陈开来，高矮不一，从几厘米到几米不等。据研究发现，这里的叠层石，以每年0.4毫米的速度生长，有一部分年龄在1000—1250岁之间。
沙克湾的叠层石之所以能够延续至今，要归功于这片海域的特殊环境。沙克湾位于澳大利亚最西端，靠近热带，高温带来的高蒸发，再加上半封闭的海湾地形，使得这片海域的盐度大大升高，以至于让大多数的海洋微生物避之不及，于是这片海域成了以蓝细菌为主导的微生物群的天堂。它们闲适地在此繁衍、生长，继续吐出氧气，继续建造着叠层石。
▲澳大利亚哈默林池分布着大面积活的叠层石，科学家们将这里视为研究现代叠层石的胜地。摄影/杨轩昊
在我国，想近距离观察叠层石可以去这些地方
天津蓟县，叠层石的宝库
大约19亿到8亿年前这段时期，今天的天津地区还被海水所覆盖。此后的7亿多年里，海水在这里来来去去，屡次进退。到了约1亿年前，经历“燕山运动”后，蓟县地区（现为天津市蓟州区）的地壳不断隆起，形成了今天我们看到的低山丘陵。亿万年过去了，天津海陆变迁和地质演化的痕迹在蓟县完整地保留了下来。
蓟县地层中完整地呈现了中上元古界时期的地层面貌，而且这里的地层剖面中几乎各个时期都有叠层石被发现，数量达数十种，年代为距今14亿至12亿年前。这里的叠层石非常壮观，甚至整座山都是叠层石。在这些叠层石中，发现了至少有16个属、28个种的微生物群，其数量之多，打破了寒武纪之前缺少生命的猜测。
