泻药。

首先了解一下地质年代的基本概念。

相对年代与绝对年代

获取一个准确的年代对描述地质构造、古环境变化以及古生物演化等诸多科学问题是不可或缺，定量测试化石的年代对研究古生物的生存演化、环境适应等科学问题具有重要的意义。

地质学上的年代包括相对年代和绝对年代。相对年代是指地质体或者地质事件发生的先后顺序，而绝对年代则是指地质体或者地质事件距今的年龄。在描述地质体或地质事件时二者都是不可或缺的，只有这样才能准确地表述年代。

1669年意大利学者斯丹诺(Nicolaus Steno)提出了地层层序律，即地层形成时一般是水平或者近水平分布的，年代较老的地层往往在年代较新的地层之下，即原始产生的地层具有下老上新的规律。黄土高原的黄土和古土壤地层呈交互状沉积，而且基本上呈水平，可以判断其沉积的先后顺序，即“下老上新”（图1a）。对于后期改造的地层，需利用沉积岩的构造判断顶底面，恢复原始层序以确定岩层的新老关系。相互交切的岩石或岩层，总是切割者年代新、被切割者年代老，这就是切割律。例如较老的岩脉切割古老的围岩，又被较新的岩脉所切割（图1b）。考古学上也有类似的规律，如叠压、打破，原理是一样的，只不过相对于岩层而言其年代非常新。

a 黄土古土壤沉积序列；b岩脉切割围岩

地球的年龄大约为46亿年，而地球上最早的原始生命出现在距今约38亿年。对于古生物埋藏的年代，我们一般采用地层分类，即生物地层年代。由于环境是不断变化的，生物也是不断演化的，所以每一个时代都有独特的生物类群，根据地层中的化石我们可以了解生物所生活的时代，例如寒武纪的三叶虫，奥陶纪的笔石，侏罗纪和白垩纪的恐龙，中新世的三趾马等等。因为地壳运动和其他一些地质活动，所以很多地方的地层并不是自地球诞生以来连续沉积的，通常都是有间断的。比如A地有三叠纪和白垩纪的沉积地层但是缺乏侏罗纪的沉积地层，B地恰好缺失了三叠纪的沉积地层，那么我们可以对比沉积地层中的化石将两个地方的沉积地层柱状图进行拼合，做出一个综合的地层沉积序列。同理，我们可以将世界各地包含生物化石的地层全部综合起来，这样就可以了解从远古到现代的每个地层及其包含的化石。

地层柱状图与生物化石

通过地层层序律、切割穿插关系和生物地层律我们可以得出地层、地质事件和古生物生存年代的先后关系，那么对绝对年代的测试我们用什么办法呢？

测年方法的发展

很久以前，人们就发现了锯掉的树木横截面会有一圈一圈的树轮，根据树轮可以推测树木被砍伐时的年龄。但是树木的年代只有几十年上百年，与地质体动辄几百万年相比，实在是微不足道。

人们很早就在探索测定地质体年代的方法，直到20世纪30年代科学家们发现了放射性元素衰变的规律，并以此为基础发明了测年方法。此后人们发现了其他的放射性元素，并根据其半衰期以及衰变规律发明了测试仪器测试样品中原子母体和子体的数目，以此来推测测年样品的形成时代。例如长石云母等含钾矿物可以用K-Ar法测年，锆石可以用U-Pb法测年。1956年，C.帕特森（Clair C. Patterson）利用U-Pb法测得了地球的年龄，即45.5±0.7亿年。

地球年龄等实线图

目前，科学家们对古人类遗址的测年研究主要利用14C测年法。14C的半衰期是5568年，即一个死亡了的有机体内的14C原子数量每经过5568年就会减少一半。利用这个原理只要测得有机体内的14C原子数量，就可以计算出它的死亡年代。对测得的14C年代利用树轮校正，就可以得到一个比较精确的年代，有的样品误差甚至可以达到数年。但是利用14C测年法也有一些缺点，比如一些遗址找不到合适的有机质做测年材料，对于超过五万年的材料该方法也是无能无力。

碳十四测年原理

对第四纪（约258万年至今）的地质体或事件进行测年，可以用其他测年方法来弥补14C测年量程的不足，比如光释光、铀系、氨基酸消旋法等测年方法。为了更好地确定一个重要事件的绝对年代，科学家们通常用两种或者以上的方法进行测年，这样就可以相互验证，得到更准确的年龄数据。

各种年代测试方法（浅色部分为理论测试范围，深色部分为目前实际测试范围）

我们认为恐龙灭绝的时间为上白垩系统顶界的年代，即6600万年前，但这并不是一个非常精确的数字。因为古生物灭绝过程不是像《复仇者联盟》中灭霸打一下响指几秒钟就完成的，可能要持续几万年甚至几十万年，由于测年仪器的系统误差，我们认为几百万年前的地质事件误差在5%以内就是准确的。

国际年代地层表

我们知道了地层或者地质事件年代的早晚关系后，可以用各种测年方法获得一个绝对年代，把这些数据综合古生物以及地层等信息，就可以得出一个全球范围内的地层沉积序列。

“金钉子”是指地球界线层型剖面和点位（GSSP），是地质学家按地球所有岩石或地层形成时代的先后，建立一套年代地层单位系统，每一个时间地层单位包括了在这个时间间隔内在地球上所形成的所有岩石和与其相关的地质事件。

长兴“全球二叠-三叠系界线层型”碑

如今科学家们已经制定了国际年代地层表，我们可以根据它来确定沉积岩形成、古生物生活以及各种地质事件所发生的大致年代。

国际地质年代表

虽然这种年代地层表包含了很多的内容，也建立了全球的地质年代框架，但是对地球和环境是如何演变、生命如何演化等具体问题我们依然存在很多的疑惑，有待科学家们进行探索。

化石与地层

以上内容是基本的概念和方法，想要获取化石的具体年代离不开实际操作，古生物学家们进行科学研究与发现离不开研究材料——化石。化石是指生物保存在岩层或地层中的古生物遗体、遗物和活动遗迹。化石绝大部分都保存在沉积岩中，也有少部分存在于变质岩中。

发掘化石的流程在此不做赘述，发掘的化石一定要记录其产出的地层信息。通常化石出土的层位具有重要的意义，如果不结合地层讨论化石的年代所得到的信息也是不完整的；而包含古生物化石的地层可以与其他地区具有同种生物化石的地层相对比，是建立全球层型、理清地质年代的基础；通过埋藏学可以分析古生物的埋藏环境，对研究古生物与环境相互作用与演化具有重要的意义。所以古生物与地层学通常联系在一起，我国高等院校所设古生物与地层学专业就属于一级学科地质学下的二级学科。

刘氏莱阳龙足迹化石

古生物学家寻找化石首先要确定地层出露点，例如想寻找恐龙化石就要根据地质资料找到侏罗纪或白垩纪地层，想要寻找猛犸象就要找到更新世的沉积物。例如刘氏莱阳龙足迹化石，它们被发现于山东诸城上白垩统，表明它们生活在距今约1~0.66亿年的晚白垩世，据此可以查找该地区这个时间段内其他的生物，据此来研究它们的生存环境、生活习性、食物来源等科学问题。

洞穴中的动物骨骼化石

广西的洞穴中有很多动物化石，很多属于大熊猫—剑齿象动物群，形成于第四纪。洞穴中的沉积物因为季节性洪水和流水冲刷变得非常杂乱，可能存在着地层缺失或者地层中化石埋藏位置的变动，面对这么复杂的沉积情况，化石并是判断地层年代的依据，需要综合多种因素来研究。

总之，化石与地层的关系非常密切，但并不是简单的对应关系，有的化石可能埋藏在比较复杂的环境中，具体情况需要具体分析。

对化石的测年工作

说完了化石与地层的关系，下面说一下对化石的具体测年工作。

发掘出一块化石，首先对它要有一个基本的认识。一般在某个化石点发现的化石以前都描述过，大致确定其属于那个年代，然后再选择测年方法。然而并不是所有的化石都可以或者适合进行测年工作，根据是否可以对化石测年可分为直接测年和间接测年。

晚更新世和全新世的沉积地层中的动物化石和植物可以直接用来做14C测年，但对于超过5万年的有机质这个测年方法就不再适用了。这就需要从化石所在的地层中找出合适的材料，如采集石英矿物来用电子自旋共振法或铝铍埋藏测年法进行测年。科学家们对北京周口店遗址的石英质样本进行测定,得出“北京人”生存年代距今大约77万年，这个结论比我们熟知的“北京人”生活在“距今四五十万年”的说法,提前了20多万年。由于古人类化石的重要性，科学家们通常采用不同方法组合的综合定年策略来解决测年差异问题,从而获得古人类化石的准确年代。

对距今几百万年到上亿年古生物化石，无法直接测化石的年龄，只能间接测地层形成的年代。例如白垩纪的恐龙化石，通常因为特殊事件大规模集体死亡，如火山爆发、泥石流等，经过亿万年的沉积作用、地壳的变动，形成了化石并重见天日。如辽宁朝阳的恐龙化石所在地层上部覆盖着一层火山灰，通常利用火山灰中的锆石作为材料来进行测年，锆石年代就是恐龙灭绝的年代。

经过科学家们几十年的努力，发掘的化石种类和数量越来越多，每年都能发现命名新的古生物化石；伴随着测年技术的不断发展，科学家们对古生物存在的年代、生存环境等重大科学问题有了更加全面和深入的认识。

总之，古生物学的不断发展，让我们对地球这个生命家园有了更加深入的了解，对地球上38亿年的生命历程有了更清晰的认知，让我们对生命的未来发展有了更多的思考。