石頭能開(kāi)口說(shuō)話嗎

苗德歲" 美籍華人，著名古生物學(xué)家。擁有地質(zhì)學(xué)與動(dòng)物學(xué)雙博士學(xué)位，曾獲北美古脊椎動(dòng)物學(xué)會(huì)羅美爾獎(jiǎng)（該獎(jiǎng)項(xiàng)被視作古生物學(xué)界的諾貝爾獎(jiǎng)）。

讓石頭“開(kāi)口說(shuō)話”的人

地球歷史這本大書，是寫在石頭里的，要想讀懂這本書，就得讓石頭“開(kāi)口說(shuō)話”。上一篇里提到的丹麥醫(yī)生斯坦諾，就是最早發(fā)現(xiàn)石頭能“開(kāi)口說(shuō)話”的人。

1666年，斯坦諾在意大利旅行時(shí)，當(dāng)?shù)厝俗降搅艘粭l大白鯊，他們把鯊魚頭交給斯坦諾，供他做解剖學(xué)研究。第二年，斯坦諾發(fā)表了《鯊魚頭部解剖》的論文，并因此熟悉了鯊魚牙齒。后來(lái)，他到了西西里南部的馬耳他島，當(dāng)?shù)貛r層中盛產(chǎn)一種“奇石”，本地人稱它為“舌形石”。斯坦諾看到后，馬上就辨認(rèn)出來(lái)了：它們是鯊魚牙齒變的！那么，生活在附近地中海里的鯊魚，牙齒怎么會(huì)跑到島上的石頭里了呢？于是，斯坦諾做出了如下推論：

1.鯊魚是生活在海洋里的動(dòng)物，不會(huì)自己跑到陸地上去;

2.島上這些石頭，必然是海里的沉積物變的;

3.在沉積物沉淀過(guò)程中，鯊魚牙齒被埋在了沉積物之中，并與沉積物一起硬化成石頭;

4.后來(lái)，這些石化了的沉積物連同其中的鯊魚牙齒，一起被地殼運(yùn)動(dòng)抬升起來(lái)，形成了馬耳他島。

斯坦諾在1669年又出版了一本科學(xué)小冊(cè)子——《論關(guān)于巖石中包含自然形成的硬物》。書中指出，“自然形成的硬物”是指古生物化石，包含化石的巖石原本是泥沙，因此死亡后的生物體才能被埋在里頭，后來(lái)泥沙經(jīng)過(guò)了一系列地質(zhì)作用變成了巖石。所以像鯊魚牙齒這樣的硬體部分便成為化石，保存在巖石之中。

顯然，斯坦諾對(duì)“舌形石”成因的解釋，跟上一篇里達(dá)·芬奇對(duì)貝殼化石成因的解釋是一模一樣的。他們的解釋都說(shuō)明：這些化石是自然形成的，而不是諾亞洪水等超自然的神奇力量所造成的。

“現(xiàn)在是通往過(guò)去的一把鑰匙”

在斯坦諾撬開(kāi)石頭“嘴巴”100年之后，他的推論，被一位名叫詹姆斯·哈頓的蘇格蘭地質(zhì)學(xué)家進(jìn)一步驗(yàn)證。哈頓還提出了一個(gè)新的地球理論。

哈頓看到自家農(nóng)莊周圍山邊的巖層，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年累月日曬雨淋的風(fēng)化，逐漸變成越來(lái)越小的沙粒，被雨水沖進(jìn)附近的小河里;然后，小河隨百川歸海，又把河底的泥沙搬運(yùn)到海底沉積下來(lái)。海底的沉積物經(jīng)過(guò)高壓、脫水、固化等一系列過(guò)程，最終變成了巖石。后來(lái)，由于地殼運(yùn)動(dòng)，海底抬升，滄海變成了桑田，這些巖層暴露到地表，又開(kāi)始了新一輪“風(fēng)化—沉積—成巖”的循環(huán)。哈頓把這一巖石循環(huán)的理論，稱作“漸變論”或“均變論”。

大約40年之后，英國(guó)地質(zhì)學(xué)家萊爾對(duì)“漸變論”做了進(jìn)一步完善，并將這一理論廣泛傳播出去。由于他們都是根據(jù)目前所能觀察到的自然現(xiàn)象，去解釋地球歷史上發(fā)生的事件，所以這一理論也被稱為“將今論古法則”，即“現(xiàn)在是通往過(guò)去的一把鑰匙”。

運(yùn)用上述原理，地質(zhì)學(xué)家們就可以把地層當(dāng)作一本地球歷史的大書來(lái)讀了。不僅里面保存的化石可以告訴我們?cè)S多故事，而且石頭自身也能訴說(shuō)自己的身世，甚至連組成巖石的礦物顆粒也能敘述自己的故事——借助高精度的儀器，礦物學(xué)家們不僅能夠確定這些礦物顆粒形成的年代，而且能揭示它們形成的過(guò)程。有些方面，地質(zhì)學(xué)家甚至用放大鏡就能解讀出來(lái)。

比如，如果你去黃山旅游，會(huì)發(fā)現(xiàn)那里的石頭主要是肉紅色的花崗巖。在放大鏡下仔細(xì)觀察的話，你會(huì)發(fā)現(xiàn)里面的礦物晶體比較粗大，這說(shuō)明巖漿在上升的過(guò)程中侵入先前存在的巖層時(shí)，冷卻速度比較緩慢，其中的礦物便有足夠的時(shí)間結(jié)晶成比較大的晶體顆粒。然而，如果你到南京附近的方山或六合一帶，可以看到黑色的玄武巖，用錘子敲開(kāi)來(lái)，能看到新鮮的表面就像玻璃一般光滑。這說(shuō)明它們的晶體極為細(xì)小，肉眼很難辨別。這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)火山噴發(fā)，巖漿迅速涌出地表、很快冷卻，其中的礦物來(lái)不及結(jié)晶成較大的晶體。你們看，地質(zhì)學(xué)家們一個(gè)個(gè)都是身手不凡的“神探福爾摩斯”吧？

“寫”在巖石上的故事

同樣，巖石表面書寫著它們新近的歷史遭遇，記載著精彩的故事。它們長(zhǎng)期受風(fēng)沙、雨水、冰雪乃至于植物根系的風(fēng)化和腐蝕，偶爾還會(huì)遭受火山、地震等大規(guī)模構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的劇烈影響。我們通常觀察到的地貌和風(fēng)景，就是它們歷經(jīng)滄桑的容顏。比如，“甲天下”的桂林山水以及著名的云南石林，就是主要由石灰?guī)r組成的山峰，經(jīng)過(guò)地表水以及地下水的侵蝕，塑造出的各種奇妙美麗的外形以及大大小小的溶洞。我曾在電影《臥虎藏龍》的外景地“魔鬼城”做過(guò)野外考察，那里魔幻般的地貌，是由于強(qiáng)烈的風(fēng)沙對(duì)山巖的剝蝕作用所形成的，在專業(yè)上被稱作“雅丹地貌”。

保存了大量植物與昆蟲化石，因而被稱作“萬(wàn)卷書”的山東臨朐（qú）頁(yè)巖層，以及保存了孔子鳥和披羽恐龍的遼西熱河生物群的泥巖和頁(yè)巖層，也都是極細(xì)的泥沙在平靜的湖水中沉積形成的。它們保存了無(wú)數(shù)精美珍貴的化石，這些化石記錄了當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)歷史，是地質(zhì)古生物學(xué)家們的尋寶之地。

分布在南京西善橋至雨花臺(tái)一帶的古礫石層（內(nèi)含著名的雨花石），又講述著另一番故事。這些巖層是在洶涌澎湃的流水沖刷下堆積形成的。所以，每一塊石頭都寫下了“自傳”，地質(zhì)古生物學(xué)家們已經(jīng)認(rèn)得了閱讀它們的文字。從下一期開(kāi)始，我們也一起來(lái)學(xué)習(xí)這些文字。俗話說(shuō)，讀書先識(shí)字。這樣的話，你們以后到了野外風(fēng)景區(qū)，也知道該如何去閱讀那里有趣的“石頭記”啦。

知識(shí)小鏈接：什么是巖層

巖層就是地殼中成層的巖石。巖層是由沉積物隨時(shí)間變化，一層一層堆積而成的。有時(shí)，埋在沉積物中的動(dòng)植物會(huì)變成化石，地質(zhì)學(xué)家能根據(jù)它們推測(cè)當(dāng)時(shí)的地球環(huán)境以及史前生物的信息。