地質學史上的一次次蹈險丨《改寫地球歷史的25種石頭》
人類在生命中不斷且連續地接觸變化不停地、積極活動着的自然環境。在大多數時光裡，我們能舒適地生活在這種環境變化。但是，當某一具體可感的變化在周遭發生，如高速公路被一次地震撕裂，或者洪水迫使我們拋棄家園，我們也許才突然認識到，我們要消耗一生中的大部分去應對自然環境帶給我們的挑戰。
這幅古老的石版畫展示了煤礦開採的艱辛（圖源：維基百科）
當然，包含在其中的，還有永無止境的認識過程。
01 火山與地質學的開端
摘編自《改寫地球歷史的25種石頭》
火山凝灰岩
——火神之怒：維蘇威火山噴發
公元79年8月24日，羅馬人剛過完他們一年一度的火神節（Vulcanalia），維蘇威火山再次噴發了。這次噴發將龐貝與赫庫蘭尼姆（Herculaneum）兩座古城深埋地底，前者於1748年重見天日，後者直到如今仍僅有一小部分被髮掘出。
龐貝城廢墟，遠處的背景是維蘇威火山（圖源：維基百科）
這次爆發導致大部分路段被2.8 米厚的火山灰和浮石覆蓋，難以逃離； 此外，漫天的火山灰也令很多人和動物難以呼吸，最終 窒息而死。
幸運的是，目擊者 歷史學家 小普林尼 的記述留了下來。災難發生時，小普林尼17歲，這位年輕人在寫給他的朋友—著名歷史學家科尼利厄斯·塔西佗（Cornelius Tacitus）的信中寫道，他56 歲的舅舅， 博物學家老普林尼 ，決定乘小船到火山附近解救他的朋友。
小普林尼雕像
科莫的聖母大教堂
老普林尼畫像
繪於1859年
以下內容節選自這封信：
那雲是從山上騰空而起，但因距離太遠，我們無法分辨是哪座山，不過隨後得知是維蘇威火山。這團雲的形狀有點像松樹（現在我們將其比作“蘑菇雲”）。它直衝雲霄，有着高大筆直的“樹幹”，樹幹再分出若干“枝杈”。我猜測，雲朵可能是因火山突然噴發而上涌，後因上衝力減弱沒了支撐，在自身重力的作用下向四周擴散開來。雲朵有些部分呈現白色，其他部分則是主要由火山灰組成的暗斑。這一景象喚醒了舅父身上的科學精神，他決定到那座火山附近去看個究竟。（這種會形成由火山灰和浮石構成的蘑菇雲的噴發類型被命名爲“普林尼式火山噴發”，以示紀念。）
在羅馬的傳說中，火山噴發是火神伏爾甘（Vulcan）的怒火，因爲他的妻子維納斯對其不忠。
1944 年維蘇威火山大爆發（圖源：維基百科）
而在這幾封簡短的書信中，他們並沒有將這次火山噴發看作神的復仇，而是以一種科學的方式來觀察它，將它描述爲一種自然過程。
這與老普林尼一生中所著的《博物志》（Natural History，共37 卷，是史上最早的博物志著作之一）所體現的科學思想是一致的。
小普林尼對濃密的火山灰很像地中海地區的松樹的描寫，及其對隨後的火山噴發過程的描述，是史上第一次細節詳盡、科學準確、不帶神話色彩的火山噴發記錄。因此，兩位普林尼先生（老普林尼還在科學觀察中不幸身亡）的記述標誌着人類用自然觀察法研究地質過程（我們現在將其稱爲地質學）的開端。
02 改寫地球歷史的25種石頭
對於地理學家來說，事物決不是靜止不變的。這不僅是指海洋中的冰山、出露的新島嶼或噴發的火山改變自身外形，還包括那些極爲巨大的物體，諸如像流浪者一樣漂浮着的大陸，以及擴展、收縮並在其中部像破舊長袍那樣撕裂開的海洋盆地。
北冰洋的海底地形（圖源：維基百科）
這其中包含着與我們生活息息相關的現象，也有亟待我們探索發現的另一些現象。兩位普尼西林對火山的考察與記述，開創了地質學，也一定程度上改寫了我們對地球的認知——從神話到科學。
而世界上被髮掘出的地質現象都或多或少刷新着我們的認知，也讓我們能舒適地生活在不斷變化的環境中。
地質大發現及其背後的科學故事
人人都能讀懂的地學史話
《改寫地球歷史的25種石頭》
［美］唐納德·R.普羅瑟羅 / 著
周敏 / 譯
《改寫地球歷史的25種石頭》精心挑選了25種動搖地質學根基、改寫地球演化史的岩石、露頭或地質現象，從經典露頭到月岩再到徹底改變我們對地球運作方式認知的板塊漂移，講述了科學家如何化身“偵探”，透過這些石頭，尋找關於地球歷史的蛛絲馬跡，撥開重重迷霧，偵破“地質謎案”。25個地質發現如同25塊拼圖，拼湊出地質史的全貌，串起地球的演化歷程。
唐納德·R.普羅瑟羅（Donald R. Prothero）
作者 唐納德·R.普羅瑟羅 ，從事古生物學和地質學教學近四十年，現爲加州州立理工大學波莫納分校地質學客座教授、皮爾斯學院地質學客座教授，以及洛杉磯縣自然歷史博物館古脊椎動物學副研究員。已發表多本著作，如《賦予化石生命：古生物學概論》（2013年，第3版）、《25種化石看生命的演化：化石獵人與演化奇蹟》（2015年）、《進化：化石密語及其意義》（2017年，第2版）。
而這種非傳統歷史的敘述中不僅具有通俗性，而且有一定的推理性。將宏闊的事件當作“謎案”，科學家則是“偵探”，從蛛絲馬跡出發，進而勾連出整個事件，通過歷史的偶然與必然，絲絲入扣地講解人類的蝴蝶效應。
本書參考目錄如下（滑動查看）：
01 火山凝灰岩
——火神之怒：維蘇威火山噴發
02 自然銅
——冰人與銅島
03 錫 石
——“錫島”與青銅時代
04 角度不整合
——“沒有開始的痕跡”：地質長河浩瀚無垠
05 火成岩脈
——地球熱引擎：岩漿的起源
06 煤
——點燃工業革命之火的岩石
07 侏羅紀世界
——改變世界的地圖：威廉·史密斯和不列顛岩石
08 放射性元素鈾
——地質時鐘：阿瑟·霍姆斯和地球年齡
09 球粒隕石
——宇宙信使：太陽系的起源
10 鐵鎳隕石
——其他行星的核部
11 月 巖
——綠奶酪還是斜長巖？月球的起源
12 鋯 石
——早期的海洋與生命？一粒沙中的證據
13 疊層石
——微生物席：藍細菌和最古老的生命
14 條帶狀鐵建造
——鐵山：地球早期大氣
15 濁積岩
——太古宙沉積物和海底滑坡
16 混雜陸源沉積岩
——熱帶冰川和雪球地球
17 外來地體
——岩石中的悖論：漫遊的化石和移動的大陸
18 地殼拼圖
——魏格納和大陸漂移說
19 白堊巖
——白堊紀海路和溫室星球
20 銥異常層
——恐龍滅絕
21 磁 石
——古地磁如何推動板塊構造理論形成
22 藍片岩
——俯衝帶之謎
23 轉換斷層
——地震！聖安德烈斯斷層
24 墨西拿期蒸發巖
——地中海曾是荒漠
25 冰川漂礫
——詩人、教授、政客、門衛，以及關於冰期的發現
03 地質年代中的一次次蹈險
每一顆石頭都有自己的故事，它們都是地球歷史的見證者
地球的故事也是科學家的探索故事，地質學的發展史也是一代代科學家的奮鬥史
地球大約形成於47億年前。在這種情況下，我們生存於其上的地貌，只是被極其細微地建造和破壞。所有有關的作用進行得如此長久，以至於任何一處地方在它們過去的許多不同時間都極可能曾是大洋和陸地。
所謂 地質學 主要研究地球的物質組成、結構構造、各圈層之間相互作用和演化歷史。探索地球的演化歷史並探究演化規律，是推測未來發展的基礎。這不僅需要釐清地質事件發生的順序，還需要刻畫重要/大地質事件發生的精細過程，以及與其他地質事件的潛在聯繫。
地質學時間螺旋（圖源：維基百科）
地質年代學 的主要任務是標定時間軸，因此這門學科是定量解釋地質作用和地質過程的基礎，是現代地球科學的支柱學科之一。而今，其不同定年方法在適用溫度範圍內相互銜接、相互印證，所能揭示的地質演化歷史也更爲完整。
地質年代是漫長的，但是塑造陸地形狀的力量永無止境。建設作用和破壞作用持續不斷地進行着，改變着人類生活和工作於其上的看似永恆的構造。
地質年代表
作者在本書的 前言 中寫道：
每塊岩石都有自己的故事。對大多數人來說，岩石或許僅僅是石頭，但對術業專精的地質學家來說，岩石中藏着豐富且珍貴的信息——只要你知道如何解讀它。我經常跟學生們說，地質學就像電視劇《犯罪現場調查》( Crime Scene Investigation)，地質學家和古生物學家相當於裡面的法醫，他們把碎片般的證據拼湊起來，深度還原“犯罪現場”。
本書沿用了《25種化石講述生命的故事》(The Story ofLife in25 Fossils)一書的風格，希望寫得既科學嚴謹又引人入勝，既能讓普通讀者感覺通俗易懂，也能讓專業人士覺得邏輯縝密。和《25種化石講述生命的故事》一樣，本書每章都介紹了一種岩石，或某處經典地質露頭，或重要地質現象，講述了這些岩石或現象背後的有趣歷史和文化背景，以及它們如何改變了人類對地球及地球運作方式的認識。此外，書中還穿插了這些岩石的發現過程及背後的人物故事。大多數情況下，認識是個慢慢積累的過程，這個過程中會有無數個小小的、難以解釋的發現，它們就像拼圖的一個個碎片,當這些碎片拼接在一起，整張拼圖就變得清晰明瞭。本書許多章節就是按照這種思路來講述地質學上的未解之謎及其解決之道的。
固然，石頭講述着地球的故事，但每個地質發現的背後都凝聚着無數科學家的心血和汗水。老普林尼爲了考察火山而不幸身亡，魏格納爲了證明“大陸偏移”葬身北極……他們傾其一生，執着如一，被質疑、遭誹謗，歷經各種困難，才終於真相大白。
透過岩石，透過那些尚可知的人們，他們在地質學史上的一次次的蹈險，於是我們得以瞭解地球，得以瞭解人類與岩石複雜而悠久的關係，得以瞭解科學精神之所存與其探索極富人性的一面。
參考文獻
[1]李秋立,李揚,劉春茹等.地質年代學主要數據庫現狀分析與展望[J].高校地質學報,2020,26(01):44-63.DOI:10.16108/j.issn1006-7493.2019100.
[2]《地理學與生活（全綵插圖第11版）》.後浪，2017
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