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“微不足道和非凡的事物都是自然世界的建築師。”
卡爾·薩根 在“宇宙 - 天堂與地獄”中
在 地質學家最終能夠解答多洛米蒂山脈壯觀的山峰是如何形成的之後，下一個迫切的問題是白雲岩（或白雲石）是海洋沉積的主要產物還是普通石灰岩蝕變的次要產物。義大利礦業工程師喬瓦尼·阿杜伊諾在 1779 年提出了最早的解釋之一 - 他設想普通石灰岩（也在多洛米蒂地區發現）與熱液溶液中溶解的化學物質反應形成白雲石。這個假設在 19 世紀仍然很流行，因為實際上可以在一些（但遺憾的是並非所有）含有白雲岩露頭的地層中找到火山岩脈。另一種假設認為，滲透的地下水與主要沉積的石灰岩發生反應，地下水中富含鎂。然而，僅靠這種石灰岩的次要改造無法解釋在多洛米蒂山脈和世界其他地區發現的大量白雲岩。
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圖 1. 地質學家利奧波德·馮·布赫 (Leopold von Buch) 的“特倫蒂諾南部地質草圖”(1822)，顯示了多洛米蒂山脈中白雲岩（深藍色 - No.IV）和石灰岩（淺藍色 - No.V）的分佈（公共領域影像）。
美國地質學家詹姆斯·德懷特·達納 (James Dwight Dana)（1813-1895 年）研究了南太平洋的珊瑚礁和環礁，發現可以在隆起環礁的瀉湖沉積物中找到白雲石。這是一個重要的觀察結果，因為它表明白雲石是在海洋水中和“低”熱帶溫度下形成的。因此，構成多洛米蒂山脈的岩石是否可能在過去在類似的環境和沉積環境中形成？
對這個問題的可能答案來自對多洛米蒂山脈中一種特有的岩層——恰如其分地命名為 Hauptdolomit，即“主要白雲石”——地層的研究，該地層由地質學家 VON GUEMBEL 於 1857 年在巴伐利亞阿爾卑斯山定義，並於 1876 年由地質學家 LEPSIUS 引入阿爾卑斯山的地層命名法。Hauptdolomit 地層在多洛米蒂山脈以及北石灰岩阿爾卑斯山、亞平寧山脈、迪納裡德斯山脈和西西里島的非常相似的地層中都有發現。
圖 2. Hauptdolomit 地層形成特有的陡峭懸崖，這裡是 Sass dla Crusc (Hl. Kreuz Kofel)，海拔 2.907 米（與一些當地人）。 良好的層狀結構表明這些岩石沉積在淺瀉湖中，以前的軟沉積物幾乎沒有被波浪或水流輸送。
在上卡尼期和諾利期（三疊紀的地質時間間隔，距今約 2.165 億 - 2.036 億年前）期間，未來多洛米蒂山脈和其他山脈所在的區域位於 特提斯海 的陸架區域。 在淺海中，形成了一個大型碳酸鹽巖臺地。三疊紀碳酸鹽巖臺地的瀉湖和泥灘被藻類、細菌和貧乏的無脊椎動物群落所佔據，主要由腹足動物和雙殼類動物組成。有時恐龍會穿過潮汐灘，它們的足跡被儲存在多洛米蒂山脈的某些地點 - 這暗示著那裡有足夠大的島嶼來維持如此大型的脊椎動物。Hauptdolomit 的頂部以化石土壤的發育為特徵，反映了主要的 海平面下降。極端的淺水條件持續了數百萬年，導致沉積了厚達 1000 米的白雲岩地層。
這種重建似乎符合現代礁石、環礁和碳酸鹽巖臺地的博物學家的觀察——但只有一個問題：在今天的這種環境中，沒有或只有有限的白雲石形成被觀察到。在現代海洋中，只有文石和方解石是穩定的礦物，因此可以直接透過從水中沉澱形成。白雲石僅在溫暖和高鹽度的水池中區域性形成。僅靠白雲石的無機形成效率太低，無法解釋白雲岩在地層記錄中的重要性。然而，（微）生物可以顯著增加海水中白雲石的沉澱。在 20 世紀初，科學家開始用微生物和沉積物進行實驗。俄羅斯微生物學家喬治·A·納德森（Georgi A. Nadson，1867-1940 年）觀察到細菌培養物中白雲石的成核，並在題為“作為地質因素的微生物”（1903 年）的論文中發表了他的觀察結果。儘管取得了這些有希望的結果，但觀察細菌和晶體形成的困難阻礙了進一步的研究，這個想法在幾十年裡逐漸消失。巴西海岸沿岸沿海瀉湖中微生物墊的發現為這一想法提供了新的動力。
今天我們知道，許多現代潮汐灘都被藻類和細菌群落所覆蓋。這些生物分泌一種粘液（胞外聚合物 - EPS)，它充當沉積物捕集器，併為某些礦物提供有利條件，形成層狀微生物墊。在 Hauptdolomit 地層中也可以找到類似墊子的化石遺蹟。因此，細菌活動似乎是解釋白雲岩沉積的重要因素。
圖 3. Hauptdolomit 地層的細節，顯示了石化的微生物墊的層理。
生物體可以透過兩種主要方式促進礦物質的形成。 生物控制的沉澱發生在生物體控制礦物質形成的程度、種類和速率時，例如形成貝殼或骨骼元素。 生物誘導的沉澱是間接發生的，因為有機物質的存在或生命形式的新陳代謝副產物（如 EPS）引起化學反應和有利於礦物質形成的條件。 最近發表的一項研究 (KRAUSE 等人，2012 年) 顯著擴大了白雲石形成的範圍，表明即使在深海沉積物中，也有細菌可以誘導海水中白雲石的沉澱。
儘管有這些見解，但仍有許多問題懸而未決。 為什麼在地球歷史上，白雲石的形成如此普遍？ 為什麼今天沒有，儘管有微生物活動？ 這些階段是否受微生物群落的演變或海水化學變化控制？ 如果是這樣，是什麼導致了過去海洋中的這些變化？
圖 4. Dachstein 地層是覆蓋在 Hauptdolomit 之上的地質單元，儘管外觀相似，並且可能具有相似的沉積環境，但它是由普通石灰岩形成的； 2 億年前，白雲石的沉澱突然停止——原因仍然未知。
參考書目
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