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梁衡:寻找缝补地球的金钉子
来源: 三秦地质 | 作者: | 时间:2022-09-21 08:27:14 | 人气:

      “金钉子”是一个形象的比喻。源于1869年首条横穿美洲大陆的铁路胜利完工,这在当时是一件大事。疲劳的建设者们不忘浪漫一把,就把一颗由18K金制成的道钉,钉在最后一根铁轨上,以作纪念。1965年,国际地质科学联合会(简称国际地科联)借用金钉子一词来命名地球不同年代的岩层。
      让石头说话  讲述地球史的秘密
      人类从哪里来?从低等生物一步一步地走来。低等生物何时出现?要到地壳中的化石里去找。生物出现、灭绝、再出现、再灭绝,顽强地生存发展,直到有了人类。这么说来,生物发展史就是地球发展史,但又不完全是。因为在没有生物之前先有了地球,是地球无意间孕育了生命。地球的年龄大约是46亿年,生物的出现是在38亿年前,16亿年前出现肉眼可见的生命,人类的出现则只有300万到400万年。有一个生动的比喻。如果把地球的年龄比作一天24小时,人类的生命则只有3分钟。但这只有3分钟的人类,却有超强的大脑,足够的想象力和无穷的智慧,居然想要弄清自己出生之前的地球。
      研究历史是用考古法,挖掘地表土壤中的人类文化遗存,分出历史朝代。研究地球史也是用考古法,不过是寻找地壳岩石中的生物遗存,即化石,以区分出地质年代。科学家在上一个年代与下一个年代的交接处做了一个记号,为它“钉”上了一颗“金钉子”。
      对地球历史的探源是一项大海捞针的工程,更是一场没有尽头的跋涉。我们可以这样想象,在46亿年前的浩渺太空中,地球就像一团飞速转动的泥丸,在转动中不断崩裂、黏合、被挤出,涂上新的岩浆,融进了新的物质,孕出新的生命,时而隆起成山,裂地为谷,陷落为海,怒喷巨火。然后再崩裂、黏合、岩浆奔流,又来一遍沧海巨变,凤凰涅槃,如此反复无穷。又像是制陶艺人工作转盘上的一团泥,在飞速转动中不停地被拍、打、挤、捏,再上釉涂彩,进炉过火,然后成壶成罐,成碗成碟。这时我们随便拿起一只碗,你还能分得清它已经从当初的一团泥嬗变了多少层吗?
      但是,地球再大也没有人的脑海大,历史再久远也没有人的目光看得远。地层学就专门来解决这个难题。全球还专门有一个科学组织:国际地质科学联合会,下面有一个分会就是“国际地层委员会”。科学家把46亿年以来的地层单位,分为“宇、界、系、统、阶”五级,相应的时间单位就是“宙、代、纪、世、期”五个时期。原来时间就隐藏在这五个地层里,或者说这五个地层就是凝固的时间。这样我们就可以看“层”辨“时”了。迄今为止,地层的基本单位是“阶”,像楼梯的台阶一样,上下层阶阶相连。就是说我们要给地球走过的每一个台阶都做个记号,手里共需要准备112颗金钉子。
      但是46亿年啊,顽石层层,史海茫茫,怎样才能找到某一个台阶,然后再去“凿”上一颗金钉子呢?不要怕,有一条哲学原理管着:世上没有绝对静止的事物。小至一个人,大至一颗星球,只要你一动就会留下脚印。地球转动了46亿年,总会留下一些蛛丝马迹,让科学家抓住小辫子。它留下的痕迹主要有两个。一是,每个时期总会有一个代表性的物种出现和消失,它的信息就会保存在岩层的化石里。二是,哪怕一块石头也会变老。岩石里有些物质在不停地放射,自然就留下了脚印。不论是人还是物,这个世界上最藏不住的就是年龄,一个孩子总会变成老人,再会打扮的人也挡不住悄悄爬上眼角的皱纹。只要在地球的某一层岩石中找到相应的物种化石,再辅测它的化学成分,就可以断定年代了。科学家就是用这个办法,让时间倒流,让石头说话,为我们讲述地球过去的故事。
      为了严谨,国际地科联公布了非常苛刻的金钉子标准。必须有自然的、完整的、足够长度的地层剖面。内含有标志那个时期最早出现的生物化石。另外还特别加上一条人性化的规定:要求剖面所在地环境开阔,交通方便,便于人们公开研究参观和交流。现在全球假设的112颗金钉子已经找到了78颗,在中国有11颗,贵州这颗就是中国的第11颗,为“寒武纪3统及5阶标准剖面点”。它的意义很特别,身兼两职。即在“宇、界、系、统、阶”的五层系列中,它既是一个“统”的标志,又是一个“阶”的标志。
      具宇宙之视野  怀人类之担当
      科学发现有时是先有偶然的邂逅,然后再去顺藤摸瓜找规律,如牛顿看到苹果落地。有时是先有了一个科学假设,然后再去寻找实证,如门捷列夫的元素周期表。金钉子的寻找就属于后一种类型。英国人莱伊尔在1833年出版了地质学原理,提出的地层理论已近200年。而寒武纪第三统第五阶的金钉子假设,也已经被论证了100年。直到中国科学家终于在贵州找到藏有“印度掘头虫”三叶虫化石、厚达200多米的地层剖面时,这个5亿多年前的地层标准才算是被确立。相当于70多层楼的高度啊,像切豆腐一样,5亿年前的岩石一刀切下去,剖面纹理清晰,化石要素俱全。到哪里去找这样天衣无缝的剖面呢?一颗闪亮的金钉子终于钉在了中国的西南角,苗岭山中的白云深处。
      人类这样执着地研究地球史,到底是为了什么?古语曰:“以史为鉴,可以知兴替”。金钉子所标志的正是一部地球生命的兴替史。而一切历史研究的意义,都在于回看过去预知未来。当你转动地球仪找到这112颗金钉子时,就会知道人类从哪里来,将到哪里去。往小里说,比如怎样保护地球,应对气候变化,珍惜生物多样性;往大里说,比如人类的进化与消亡,甚至外星球的迁移。金钉子虽小却是一个星球过去的记忆和未来的路标,也是我们人类摸着过河的石头。
      地球兴亡,匹夫有责。科学的作用在于发现,更在于普及。文章写到这里,我突然觉得现在一般地理课堂上的地图或地球仪已经不够用了,应该制作一种新教具或者玩具,用112块地层组合成一个可以拆分的立体地球仪。上课前给每人发一把亮晶晶的金钉子,其中有78颗是深色的,刻上发现序号、国别、地名,用来缝缀已知的地层,而剩下的那些浅色的无名的钉子则任你去发挥想象,寻找落点。也许这个地层里有一只恐龙,那个地层里有一个三叶虫,而某个角落层里还会有一个智人。科学要求,总得有一部分人具宇宙之视野,怀人类之担当。让孩子们亲手来缝缀一颗有46亿年历史的地球,那是多么有趣的事情,它将养成一代新人宽广的胸怀和无限丰富的想象力。而且这其中定会有几个人,就是将来的地学专家。不要着急,那些颜色稍浅一点的钉子,都会慢慢地、一颗一颗地镀上真金而变成颜色沉稳的金光闪闪的金钉子。
      我们要善待手里捧着的这颗地球。