贝壳

贝壳

贝壳(bèi ké)是生活在水边软体动物的外套膜,由软体动物的一种特殊腺细胞的分泌物所形成的保护身体柔软部分的钙化物。贝壳的主要成分为95%的碳酸钙和少量的壳质素。

贝壳的数量、形状和结构变异极大,有的种类具有1个呈螺旋形的贝壳(如蜗牛、螺、鲍);有的种类具有2片瓣状壳(如蚌、蚶);有的种类具有8片板状贝壳,呈覆瓦状排列(如石鳖);有的种类的1块贝壳被包入体内(如乌贼、枪乌贼);有的种类贝壳甚至完全退化(如船蛆)。

贝壳的主要成分为95%的碳酸钙和少量的壳质素。一般可分为3层,最外层为黑褐色的角质层(壳皮),薄而透明,有防止碳酸侵蚀的作用,由外套膜边缘分泌的壳质素构成;中层为棱柱层(壳层),较厚,由外套膜边缘分泌的棱柱状的方解石构成,外层和中层可扩大贝壳的面积,但不增加厚度;内层为珍珠层(底层),由外套膜整个表面分泌的叶片状霰石(文石)叠成,具有美丽光泽,可随身体增长而加厚。

方解石和霰石的主要化学成分都是CaCO3。贝壳的外层具有多条深浅颜色相间、同心环状的生长线,但它不代表年龄;它的形成是由于外套膜边缘因受某些原因(食物不足、季节不同、生殖期间等)的影响、而不能继续分泌的结果。

贝壳

1 贝壳(用途)

贝壳是寄送到加速器质谱(AMS)实验室进行放射性碳测年的常见材料。很大一部分寄送到加速器质谱实验室进行碳14测年的贝壳材料都是软体动物贝壳。

对贝壳进行放射性碳测年不太容易,因为有许多因素导致结果的不确定。美国物理化学家Willard Libby是放射性碳测年技术的先驱,他认为贝壳是放射性碳测年效果最不好的材料。

贝壳可分为海洋类、河口类或河流类。AMS实验室分析员需要知道他们正在分析的贝壳类型,以确定可能存在的污染物以及去除污染物的方法。

贝类生物的贝壳生长所需的碳是从生物圈中获得的。科学研究表明,贝类动物从海洋或陆地植物中吸收有机碳,从海水重碳酸盐、大气二氧化碳或淡水重碳酸盐中吸收无机碳。

贝壳由碳酸钙晶体沉积,形成有机基体。有机基体是一种称为贝壳硬朊的蛋白质。这种蛋白质仅构成贝壳的很小一部分,因此放射性碳测年过程中所需要的样品是无机的部分。

虽然碳酸盐是无机质,但是由于它的形成需要从生物圈中吸收碳14,因此仍然可以进行测年。碳酸盐在贝壳中常以矿物文石的形式存在,尽管在有些贝壳中是是文石和方解石的混合,而其他贝壳,如牡蛎壳,则主要是方解石。

使用贝壳的碳酸盐成分会产生一些问题,因为该物质易于溶解,且与其环境可进行同位素或化学成分的交换。当贝壳与它周围土壤中的酸交换碳时,贝壳的碳14比率会发生改变,而放射性碳年龄也会变化。这种碳交换通常会影响贝壳的外层。

另一方面,重结晶甚至可以影响贝壳的内层。这种现象伴随着文石向方解石的转化,会改变碳14的比率。贝壳与近现代方解石交换碳的时候,通常会发生再结晶现象。

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