以下文章來源於院史天地 ，作者劉芸 譚超等
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一枚金色的「釘子」
記錄的是一段獨特的歷史
我國目前是獲得「金釘子」
數量最多的國家
「金釘子」有哪些意義和作用？
隨著歷史的腳步
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這枚不簡單的「釘子」
46億的地球在原始的地殼上覆蓋著層層疊疊的巖石，仿佛一部石頭做的「萬卷書」。在地質學中，每一個地層都有對應的地質年代，如同書本的「頁碼」一樣。而在漫長的地質歷史時期，這本「萬卷書」經歷了各種運動，「頁碼」也變得混亂。
為將這本「頁碼」混亂的書本進行編碼，數年來總有這樣一群地層古生物工作者，他們手拿地質錘、放大鏡，刻苦專研這書頁般的地層，從未間斷探索。但是，由於「編碼」標準不一致，造成地層的劃分和對比困難，使得世界不同地區同步發生的地質事件難以被識別。為此，「金釘子」(Golden spike)的出現使得全世界科學家在敘述地質歷史時有一種共同的語言和全球性的標準。
地球演化歷史
圖片來源：https://tinyurl.com/y46s84nf
「金釘子」一詞由來
起初「金釘子」來源於人類的鐵路修建史。1869年，為了紀念這條鐵路的成功修建，在落成慶典上，最後一根特製月桂枕木上釘下了最後4顆具有特殊意義的特製道釘。其中，最後一枚道釘含17.5克拉黃金（73%成色，18K金），重436 g。
這枚「最後的道釘（The Last Spike）」，四面刻有太平洋鐵路的奠基和竣工日期、鐵路指揮長等官員的姓名，並題有「May God continue the unity of our country, as this railroad unites the two great oceans of the world」(就像這條鐵路連接世界兩大洋那樣，願上帝使我們的國家繼續統一)等字句，頂端刻有「LAST SPIKE」標記。隨著這枚黃金道釘的楔入，太平洋鐵路這項偉大工程也標誌著勝利竣工。
「Last spike」最後一顆鐵路道釘和美國首條橫穿美洲大陸的鐵路落成
圖片來源：https://tinyurl.com/yxgfv4ca
美國首條橫穿美洲大陸的鐵路貫通，對當時美國的經濟、文化，特別是美國西部的開發具有極為深遠的意義。因此，地質學家借用了「Golden spike」，將其翻譯成中文「金釘子」，用來代表年代地層學中一項巨大工程的完成，也形象地表達了它是「釘進」地球表面的一個有特殊含義的地理「點」，隱喻了它在年代地層學中重要地位和裡程碑式的科學意義。地層學研究中也用「金釘子」代替了原本冗長而拗口的科學術語——全球標準層型剖面和點位(Global Boundary Stratotype Section and Point，GSSP)，既通俗簡單練，又寓意深遠。
地質中的「金釘子」
隨著1965年國際地層委員會成立後，「金釘子」也被正式推廣。有了「金釘子」，全球的地質工作者有了「共同語言」。按照現在專業的說法，「金釘子」是國際地層委員會和地球科學聯合會，以正式公布的形式所指定的年代地層單位界線的典型或標準，是為定義和區別全球不同年代（時代）所形成的地層的全球唯一標準或樣板，並在一個特定的地點和特定的巖層序列中標出，作為確定和識別全球兩個時代地層之間的界線的唯一標誌。簡單來說，「金釘子」可以理解為一種地質年代分界線或者說標誌層位。
地層界線上的「金釘子」標記
圖片來源：https://tinyurl.com/y4olzozb
「金釘子」一旦釘下，這個地點就成為國際地質學某一地質時代分界點的唯一標準。因此，金釘子獲取建立是十分嚴格的，而最基本的是要特定地區內，特定巖層序列中的一個專有的標誌點，藉此構成兩個年代地層單位之間界線的定義和識別標準。
「金釘子」的意義
建立「金釘子」的意義在於讀懂地球演化的編年史。就像歷史學家將中國歷史劃分為夏、商、周等不同的時期一樣，地質學家按照地球所有巖石形成時代的先後，建立了一套年代地層單位系統：宇、界、系、統、階，類似每一個人類歷史時期都包含一定的人類活動內容和事件，每一個時間地層單位則包括在這個時間間隔內地球上所形成的所有巖石和與其相關的地質事件。建立「金釘子」，就是要為地球演化的編年史確定各個地質時代的分界線及其國際劃分標準。
釘入地層中的「金釘子」並不是真的用黃金打造的，而是用的黃銅，可「金釘子」的確立在地層學上卻意義非凡，並不亞於奧運會的金牌，在了解地球歷史、探求地球生物演化奧秘等過程中扮演著極為重要的角色。同時，它的確定往往也標誌著一個國家在這一領域的地學研究成果達到世界領先水平，有著十分深遠涵義。40餘年來，全球科學家在蒼莽大地的巖層中不斷探索，共計釘下72顆「金釘子」。後來居上的中國，目前以11顆「金釘子」獨執牛耳，成為全球獲得「金釘子」最多的國家。
國際年代地層表（2020年3月版本，圖片每列最右邊標註了「金釘子」）
圖片來源：https://tinyurl.com/y5uojnyz
「7個半金釘子」
在中國擁有的這11顆「金釘子」中，中國科學院南京地質古生物研究所「金釘子」研究集體主持確立了7顆，參與確立了2顆。這一成果在國內外同類科研機構中，遙遙領先。
南京古生物所確立和參與的「金釘子」分別是：
1997年，國際地科聯通過以中國浙江常山縣黃泥塘剖面作為奧陶系中奧陶統達瑞威爾階「金釘子」。這裡以保存完好的筆石和牙形動物群化石為特色，再現了距今5.1億～4.35億年間地球海洋環境和生物群的演變歷史。該「金釘子」研究由南京古生物所主持完成，是我國獲得的第一顆「金釘子」。
2001年，由南京古生物所參與研究的浙江長興縣煤山D剖面為全球二疊系—三疊系界線的「金釘子」，這也是劃分古生代和中生代的最重要的「金釘子」。此前地質學界一直沿用耳菊石化石作為古生界和中生界的劃分標誌，但由於其分布的局限性，對於全球範圍內的地質現象無法給予充分解釋。而後，在浙江長興發現的「牙形石化石」作為劃分古生界和中生界的標準化石逐步得到認可。
2003年，由南京古生物所彭善池研究員主持研究的寒武系排碧階底界「金釘子」建立在湖南花垣縣排碧鄉，並正式將全球寒武系第4統命名為「芙蓉統」，其最下部的階命名為「排碧階」，使得中國的地名正式進入了國際年代地層表。它也是寒武系確定的第一顆「金釘子」。作為距今5億～4.5億年前海底風暴與潮流活動的產物，剖面內生物化石豐富，尤以球接子（一種三葉蟲類）化石最有代表性，對於研究古海沉積物演變和古生物演化具有重大意義。
2005年，由南京古生物所金玉玕院士主持研究的兩個「金釘子」同時獲批。
一是，確立在廣西來賓蓬萊灘剖面的二疊系吳家坪階底界（亦即樂平統底界）「金釘子」，其附近的鐵橋剖面被定為輔助參考剖面。這一界線以牙形類化石的首次出現為標誌，在這一界線附近，牙形類、腕足類、珊瑚類和菊石類等動物群均發生了重大更替，故可以很好地用於進行全球海陸相地層的對比。研究該剖面對於了解二疊紀末生物大滅絕、統一大陸形成的原因和模式也具有重要的意義。
二是，確立在浙江長興縣煤山D剖面的二疊系長興階底界「金釘子」。後者的確立，也使得長興煤山成為目前為止全球唯一擁有兩顆「金釘子」的單一地層剖面。
2006年，由南京古生物所陳旭和戎嘉餘院士主持研究的湖北宜昌王家灣北剖面被確立為奧陶系赫南特階底界「金釘子」。這裡以異形正常筆石的首次出現層位為標誌，距今約4.5億年。奧陶紀末期經歷的時間大概有200多萬年，在地球歷史上可謂十分短暫，但就在這短短200萬年間，地球環境、生物門類突然發生了劇烈的變化，被稱為奧陶紀末期生物大滅絕。王家灣剖面就完整記錄了這一段歷史，奧陶紀末期的所有重大事件在這個剖面上都能找到遺留的印記。
2008年，由南京古生物所彭善池研究員主持研究的寒武系古丈階底界「金釘子」被確立在湖南古丈縣羅依溪。5億年前，這裡連同整個華南地區都是一片汪洋大海，海中分布著各種類型的三葉蟲。這種原始的節肢動物身體扁平，呈卵圓形或橢圓形，縱向和橫向都可以從左中右把身體分為三葉形，故得名三葉蟲。三葉蟲出現於5.2億年前，滅絕於2.5億年前。我國科學家提出的以光滑光尾球接子三葉蟲化石在地層中的首次出現作為界定標準的提議被接受，於是就有了這顆「金釘子」。這種球接子屬微小三葉蟲，體長只有8毫米，有一個米粒大小而又有堅硬的骨骼化外殼；大的三葉蟲，如發現於葡萄牙奧陶紀地層中的烏拉裂肋蟲，體長達70釐米；一般的三葉蟲體長在3～10釐米，寬度在1～3釐米。
2011年，由南京古生物所彭善池研究員主持研究的寒武系江山階底界「金釘子」被確立在浙江江山縣碓邊村。而此枚「金釘子」的確定卻是經過一番競爭。當時，科學家把東方擬球接子三葉蟲作為定義寒武系第九階的首選物種，而哈薩克斯坦和俄羅斯也根據該化石在自己國家剖面中的首現而提交了申請報告，經過激烈的角逐，最後江山剖面勝出，使得中國後來居上，第一次成為擁有「金釘子」最多的國家。
2018年，由南京古生物所參與研究的寒武系苗嶺統烏溜階底界「金釘子」，也就是最前面提到的寒武系第三統和第五階的「金釘子」，被確立在貴州劍河縣巴朗村。同時第三統和第五階也有了正式名稱，即苗嶺統和烏溜階。該「金釘子」也是我國迄今最古老的一枚，距今約5.09億年，其標誌性化石是多節類三葉蟲——印度掘頭蟲。此外，還在緊接「金釘子」點位之上的凱裡組下部的地層中，發現有布爾吉斯頁巖生物群類型的凱裡生物群，包含10個化石門類，120餘個化石屬，為生命起源與演化、寒武紀生物大爆發等研究提供了重要證據。這一「金釘子」的確立，中國正式成為擁有「金釘子」最多的國家。
參考文獻：
1.彭善池. 全球標準層型剖面和點位(「金釘子」)和中國的「金釘子」研究[J]. 地學前緣, 2014, 21(2):8-26.
2.章森桂, 張允白, 嚴惠君,等. 中國已成為擁有"金釘子"最多的國家[C] 全國地層會議. 2013.
3.陳平富. 地球年輪——「金釘子」的故事[J]. 化石, 2011(04):66-78.
4.安利. 我國的11顆「金釘子」(下)[J]. 百科知識, 2018(18):28-29.
5.安利. 我國的11顆「金釘子」(上)[J]. 百科知識, 2018(17):28-29.
6.餘琪祥. 11枚金釘子[J]. 石油知識, 2020(02):8-9.
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原標題：《這枚「釘子」不簡單 | 中國科學院創新成果展》
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