时事读书会 | 探索地球之“深”

科学的发展在两个方面不断改变着人类的认知，一个是“向外的”，即对外部世界的认知，人类由此把握自然规律，发展新兴技术；另一个是“向内的”，即对内部自我的认知，人类逐步确立自身在自然界所处的位置。

后者在历史上发生过三次革命：第一次革命终结了地球是宇宙中心的神话，宣告了地球只是诸多行星中的一员；第二次革命把人类从上帝独一无二的关怀对象降格为裸猿，使人类深刻认识到自己并不比其它动物高级；第三次革命通过揭示人类潜意识的深度，动摇了我们自视为理性存在者的信念。这三次认知革命分别是哥白尼的日心说，达尔文的进化论，和弗洛伊德的精神分析。

《深解地球》的作者马丁·拉德威克认为，除三次革命之外，还有一次革命应该和它们记录到一起，那就是构建人类赖以生存的地球的深度历史。这场革命极大拓宽了地球及宇宙的时间尺度，马丁·拉德威克称之为“第四次重大革命”。

纵观哥白尼的日心说、达尔文的进化论，和弗洛伊德的精神分析引发的三次认知革命，其实是对人类“自恋”的三次打击，人类对自身在自然界的定位从伟大变到渺小，与芸芸众生没什么不同。地球深史的发现与构建也是如此，历代学者们经过研究和探索意识到，地球并非是以人类为主角的戏剧的背景板，而有其自身漫长的历史，开端远远早于人类登场。

档案和文献是历史研究的重要途径，但历史学家们也越来越多使用其它类型的证据，弥补文字类材料的不足。取代文字类材料的是化石、岩层、火山等自然遗迹。大规模岩层堆和大体量火山让历史学家相信，地球深史的跨度实际非常巨大，远远超过传统认为的四千年。尤其与整个人类历史相比，地球历史几乎是难以想象的漫长。

到18世纪，化石开始被人们广泛接受，被承认是曾在地球上真实存活过的古生物遗迹。法国古生物学家居维叶在反复的分析比较后证实，许多种类的化石都与现存相似物种有重大差异，古生物大规模灭绝作为一项事实，变得至关重要。居维叶猜测，一场重大的自然“革命”或“灾难”杀死了第一批物种，他把其与挪亚大洪水联系起来，归之于世界范围内洪水泛滥的结果。欧洲地区广泛散布的砂、砾石、粘土等地表堆积物，特别是巨大的漂砾，同样变成大洪水真实发生的新证据。

江西九江武宁县一工地挖出了三枚疑似恐龙蛋的化石。经专家分析和实地勘测，确认三枚“蛋”为恐龙蛋化石，其埋藏年代为晚白垩世早中期，距今约9500万年至8000万年。图片来源：新华网

化石通常保存在沉积岩里，地质学家依据位置、年龄对岩石做了分类，这些岩石含有不同的古生物化石，也有的不含化石，形成时间更古老，反映了地球具备方向性的历史轮廓：从生命出现前的时期发展到生命大量出现的时期，大洪水之前的世界似乎比想象更久远。

学者们尝试把握发现化石的地层在整个地层中的位置，推论生物在地球历史中的位置，他们发现动物群体似乎是接连出现的，先是鱼类，然后是爬行动物，往后是哺乳动物和鸟类，植物亦然。动植物化石记录清楚表明历史发展是线性和定向的。早期很多植物具备明显热带特色，法国物理学家傅立叶因此提出了“缓慢冷却的地球”理论模型，认为地球是从最初炽热的状态逐渐变凉。

矛盾的是，冰川泥砾或冰碛物的存在却无法解释，甚至有学者发现，压实成冰川冰的阿尔卑斯山降雪的规模在过去非常大。瑞士博物学家阿加西斯进而提出：地球曾处于严酷的“冰期”，他将其与地球降温的理论模型结合，设想地球每隔一段稳定时期就会骤然大幅降温，这也说明了反复出现的大规模生物灭绝。由此，冰期取代大洪水，被认为是地球近代史上的一个独特事件。

英国地质学家菲利普斯熟悉各个地质时期的化石记录，1841年，他提出将所有化石记录划分为三个阶段，即划分地球的全部历史为三个连续的重要时代：“古代生命”生活的古生代，“中间年代生命”生活的中生代，还有“近代生命”生活的新生代。不同时代存活的生物类别并不一致，而生物多样性的总体变化，随着历史进程普遍增加。分隔开三个大时代的是两次生物多样性骤然下降，这种突然发生的化石记录的中断难以解答，有人认为地球至少经历过两次大灭绝。

全世界范围内，通过对化石、岩石集合进行的大规模地区性调查，地质学家对地层序列和所有化石记录有了更广泛和深入的领悟。同时，伴随西方全球性的商业扩张和殖民，地质调查的探索速度逐渐加快。重新构建地球档案，确立各个地质时期及整个地球历史的时间尺度，已是学者们最迫切的期待。

2021年，河南省平顶山市鲁山县仙人洞遗址发现了人类头骨化石。通过铀系测年法测定，仙人洞遗址出土的其中2件人头骨断块最小年代分别为距今3.2万、1.2万年。经古人类学家鉴定，距今3.2万年头骨断块为人额骨，厚度在现代人变异范围之内。这是目前河南已知年代最早的早期现代人化石。图片来源：新华社

20世纪初，法国物理学家居里夫人发现放射性元素，随后，许多学者利用放射性元素衰变的可测量速率判断矿物样品的年龄，判断结果皆不低于5亿年。这一下子把地球年龄推进到极端古老的境地，尽管地质学家已习惯以亿年为单位考虑问题，“放射性年龄”仍然比大部分人设想的古老得多。1910年，年轻的英国人霍姆斯用铀-铅测定法计算出古生代泥盆纪距当时有3.7亿年，不久他又做出了对地球年龄的最佳估计，认为其不低于14.6亿年，但不可能超过30亿年。1953年，新学者利用更多放射性测量证据得出改善的新数据，即大约45亿年。地球年表至今还在校准。

放射性测年法还帮助地质学家在探索地球前期和中段历史上取得重大成就，他们能用更高的精度把千万年时间分配给不同地质时期。学者们抵达地球历史最深处，显然，从前寒武纪到今天地球跨越了无比漫长的时间，与整个地球历史相比，人类的登场仅仅是最末端。

恰如《深解地球》的英文原名“How It Was Discovered”，本书与其说是一部地球的深度历史，不如说是一段前人对地球不懈探索的历史，详细记录了各个领域的学者们通过人文、地质、生物、化学、物理等多方面挖掘和确定地球历史的过程。其中也许不乏有理论现在看是荒谬的，但学者们当时大胆探索的精神值得钦佩。

构建地球深史同样是一场思想革命，与整个地球历史相比，人类的出现犹如沧海一粟。对地球深史的不懈探索，一步步将人类从地球中心的位置退还到普通的芸芸众生。人类赖以生存的自然环境并非人类活动的背景板，有其自身漫长的历史，人类在自然界实则处于非常渺小的位置。我们应始终秉持敬畏之心，如前人般积极探索世界的规律和真相。

资料来源：《深解地球》

监制：徐遥  责编：远景  编辑/制作：刘欣越