地質(zhì)學(xué)，一個(gè)46億年的浪漫故事

溯鷹

想必大家都看了最近那則新聞了吧，在青海的花土溝，人們找到了一位幾十年前不幸罹難的遇難者的遺體。人們懷疑他生前是一位在野外工作的地質(zhì)學(xué)工作者。

雖然后來我們通過種種證據(jù)說明這位遇難者和地質(zhì)學(xué)沒有多少關(guān)系，不過看到遺體后人們第一時(shí)間聯(lián)想到地質(zhì)工作者，也可見這份職業(yè)的辛苦和危險(xiǎn)。不過話說回來，地質(zhì)學(xué)真的就這么苦、這么危險(xiǎn)么？毋庸諱言，是的。不過——站在生存與延續(xù)的角度——人類的哪件大事小事，不是靠苦難和風(fēng)險(xiǎn)一路嗑出來的呢？

作為六大自然科學(xué)之一的地質(zhì)學(xué)，承擔(dān)著認(rèn)識(shí)自然、開拓資源的核心任務(wù)。它沖在人類與原生自然界打交道最前線，因此，也把超乎日常都市生活幾個(gè)數(shù)量級(jí)的精彩和艱難，一股腦拋在了文明的長(zhǎng)鏡頭前。它是敘事手法，但本身也是一個(gè)敘事對(duì)象，對(duì)于這門注定充斥著豐富張力的學(xué)科，你有了解它的愿望嗎？

地質(zhì)學(xué)到底研究什么？

說起“數(shù)理化天地生”，大家耳熟能詳?？墒?，真要讓人深究這個(gè)“地”字都囊括些什么，恐怕就不見得有幾個(gè)人能說對(duì)了。對(duì)我們這些真正搞地質(zhì)的來說，常常會(huì)聽到一些啼笑皆非的答案：“你們不是搞土建/考古的么”……的確，這些學(xué)科免不了跟大地打交道，但問題是，他們真的跟地質(zhì)學(xué)相差十萬八千里啊。真正的地質(zhì)學(xué)——或者說廣義的地球科學(xué)，其實(shí)只有一個(gè)主線目的：那就是在空間和時(shí)間的框架下，認(rèn)識(shí)地球的構(gòu)成和演化。

所謂空間框架，即我們需要了解地球的結(jié)構(gòu)、成分、各成分間的相互關(guān)系，以及這些關(guān)系背后的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。而之于時(shí)間框架呢，我們主要回溯地球的歷史，我們想弄清楚：自從它誕生至今的這46億年內(nèi)，地球上到底發(fā)生過哪些事兒？這些事兒為什么會(huì)發(fā)生？他們?cè)斐闪耸裁礃拥挠绊懀?/p>

這一套時(shí)間加空間的框架，構(gòu)成了人類認(rèn)識(shí)地球系統(tǒng)的主要邏輯線條，我們一般稱這條邏輯線為地質(zhì)理學(xué)（或理科地質(zhì)），它包含了巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、古生物地層學(xué)、地球化學(xué)等等二級(jí)學(xué)科門類。

人類之所以要認(rèn)識(shí)地球，必然是為了滿足一定的目的。面對(duì)無限廣闊的大自然，人類的好奇心算一方面，但在馬斯洛金字塔里，好奇心畢竟不是最底部的元素。免于饑餓和匱乏，對(duì)人類來說才是優(yōu)先級(jí)更高的事情。所有這一切都必須建立在一個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)上，即我們必須源源不斷地從自然界獲取資源，才能維持生存，進(jìn)而發(fā)展。

大家有沒有想過，支撐我們生產(chǎn)生活的各類資源，都來自于哪兒呢？事實(shí)上，除了生物圈和淡水資源外，所有的生產(chǎn)生活資料，到頭來，都只能問巖石圈要。

工業(yè)所需的金屬材料，來自于巖石圈；建筑業(yè)所需的石材水泥，來自于巖石圈；高新產(chǎn)業(yè)所需的稀土有色，來自于巖石圈；驅(qū)動(dòng)機(jī)器和交通網(wǎng)絡(luò)的石化能源，來自于巖石圈……這還不夠。甚至我們?nèi)粘Ｊ褂玫乃芰?、化纖等等制品——這些看上去跟無機(jī)世界沒多大關(guān)聯(lián)的東西，同樣來自于巖石圈。幾乎整個(gè)有機(jī)化工產(chǎn)業(yè)，都建立在幾種較簡(jiǎn)單的有機(jī)質(zhì)成分上，而有機(jī)質(zhì)來自于哪兒？石油天然氣資源。

總之，人類對(duì)巖石圈資源有著持續(xù)不竭的旺盛需求，這份需求，決定了地質(zhì)理學(xué)必然要發(fā)揮它的理論價(jià)值，為資源的勘探開發(fā)提供實(shí)際指導(dǎo)，這些面向生產(chǎn)的應(yīng)用型地質(zhì)學(xué)，這就是我們平時(shí)所說的“工科地質(zhì)”，比如各式各樣的資源勘查工程（油氣資源、固體礦產(chǎn)）等。

地質(zhì)學(xué)怎么進(jìn)行研究？

既然地質(zhì)學(xué)這么重要，人們又是靠什么途徑跟地球打交道的呢？靠巖石。

地質(zhì)學(xué)固然放眼于包含了軟流圈和大氣圈在內(nèi)的整個(gè)地球，但主要的研究對(duì)象，卻是巖石圈。道理很簡(jiǎn)單：其它圈層的運(yùn)動(dòng)演化信息，只有在巖石圈中才能保存下來。今人雖然看不到億萬年前的地球光景，但古代的事件，卻能在巖石圈中留下蛛絲馬跡。

跟巖石打交道，門道就多了去了。先陳述一個(gè)基本概念——巖石，是礦物的集合體，而礦物，則是天然的單質(zhì)和化合物。這個(gè)概念是一切地質(zhì)學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn)。一個(gè)合格的地質(zhì)學(xué)家——無論是研究哪方面的，都必然得先熟稔礦物和巖石，知道它們的成分、知道它們的結(jié)構(gòu)、知道它們應(yīng)該形成于什么環(huán)境。

在這個(gè)基礎(chǔ)上分別往小、往大走，才算真正打開了地質(zhì)的大門。

往小了走——比單質(zhì)和化合物更小一級(jí)是什么？化學(xué)元素。不同的化學(xué)元素在地球上含量不同，因此有主量元素和微量元素之分。很多元素對(duì)環(huán)境條件極端敏感，它們?cè)诃h(huán)境因子的控制下，要么聚集，要么分異，要么相互之間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。而所有這些信號(hào)呢，都成為我們反推古代地球環(huán)境變化的線索。

因此，通過巖石學(xué)（Petrolo-gy）、礦物學(xué)（Mineralogy）和地球化學(xué)（Geochemistry），我們就可以追溯巖石形成時(shí)的環(huán)境特征和動(dòng)態(tài)。

當(dāng)我們把巖石的特征和動(dòng)態(tài)置入一個(gè)更宏觀的故事框架時(shí)，我們就到了“往大了走”的世界——地質(zhì)構(gòu)造（Geological structure）。

地質(zhì)構(gòu)造大致可以劃為兩類：一類是環(huán)境構(gòu)造，比如地層（Stra-turn）、火山機(jī)構(gòu)（Volcanic edifice）等；另一類則是力學(xué)構(gòu)造，比如斷層（Fault）、節(jié)理（Joint）等。

前者對(duì)應(yīng)著具體環(huán)境下的地殼造物，而后者則對(duì)應(yīng)著地殼內(nèi)的應(yīng)力機(jī)制。當(dāng)豐富多彩的構(gòu)造樣式相互組合，構(gòu)成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定、規(guī)模也更大的獨(dú)立集合體時(shí)，就是地殼的基本動(dòng)力學(xué)單元——板塊（Plate）了?，F(xiàn)今地球上大小板塊幾十個(gè)，它們之間會(huì)相互分裂、也會(huì)相互聚合。絕大多數(shù)星球級(jí)別的地質(zhì)特征，都是這個(gè)級(jí)別上塑造出來的，比如造山帶、平原、高原、海溝、大洋中脊等等……而研究這個(gè)級(jí)別上地球演化規(guī)律的學(xué)科，就是地質(zhì)學(xué)最大一級(jí)的框架——所謂的大地構(gòu)造學(xué)了。

盡管大地運(yùn)動(dòng)紛繁不息，但所有的這一切，其實(shí)只是一個(gè)舞臺(tái)。有舞臺(tái)，自然就要有演員。這時(shí)候，就該生物圈出場(chǎng)了。從38億年前至今，生物在地球舞臺(tái)上書寫的這部編年史，絕對(duì)不遜于無機(jī)世界的任何一個(gè)篇章。專門研究地史時(shí)期生命特征與演化脈絡(luò)的地學(xué)分支，叫做古生物學(xué)（Palaeontology）；而為“大地歌劇”劃分章節(jié)，鑒別每一位“演員”應(yīng)該隸屬于哪一幕的學(xué)科，則是地質(zhì)年代學(xué)（Geochronology）。

我們和地質(zhì)學(xué)的故事

上述所有這一切，都不是我們坐在鋼鐵森林里憑空想象出來的空中樓閣。地質(zhì)學(xué)不是算出來的，要想了解大地，永遠(yuǎn)都有且只有一個(gè)方法：走近她?！呓鷳B(tài)的巖石圈，走近真正的大自然。于是，地質(zhì)學(xué)家面對(duì)的，注定是一個(gè)又一個(gè)的Expedition。每一次，伴隨而來的都是艱辛與風(fēng)險(xiǎn)，每一次，伴隨而來的都是未知與刺激。

你說這值嗎？很抱歉我無法給你答案。這是一個(gè)冷暖自知的體驗(yàn)。“值不值”、“有沒有意義”，本質(zhì)上是一個(gè)價(jià)值理性問題，而不是一個(gè)科學(xué)問題?，F(xiàn)代百年，除魅世紀(jì)。每一個(gè)個(gè)體都是自我價(jià)值的收斂點(diǎn)；每一份外界的意義，都沒有替你做主的權(quán)力。你的看法不應(yīng)由我，也不應(yīng)由一個(gè)學(xué)科、一個(gè)行業(yè)、或者一種生活態(tài)度，來冒然代言。

（摘自果殼網(wǎng)）