《地球深歷史》:岩層是自然界的碑文,記錄悠久的「紀元」序列

《地球深歷史》:岩層是自然界的碑文,記錄悠久的「紀元」序列
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我們想讓你知道的是

整體而論,人們很難證實「根據岩層、甚或是更晚近的沖積層中所有化石的排列順序,來建立一段真正的生命歷史」是可行的做法。

文:馬丁・魯維克(Martin J. S. Rudwick)

自然史與自然的歷史

德馬雷提到,在赫庫蘭尼姆的古文物挖掘,就像他對奧弗涅死火山所做的研究。一位年輕的博物學家仿效德馬雷,到中央高原的另一個地方:維瓦萊(Vivarais)地區做研究。

研究中,他把這種跟人類歷史的有力比喻用的淋漓盡致。這名博物學家就是尚-路易・吉羅-蘇拉維(Jean-Louis Giraud-Soulavie)。他年輕時在某個村莊擔任牧區教士,當地正好能看到一座死火山的全景,他因此對死火山引發的有趣問題有第一手的了解。

後來他搬去巴黎、展開鴻儒生涯,在七卷本的《南法自然史》(Histoire Naturelle de la FranceMeridionale,一七八○年至八四年)中詳述自己廣泛的田野調查,並提出自己對結果的詮釋。

其實,他這套書更接近傳統上具描述性的「自然史」。蘇拉維認為「重建自然本身的歷史」(此處是指這個詞的現代含意)是個仍然新穎、未經充分探索的概念,書中滿是這種看法。他自命為「大自然的檔案管理員」,宣稱要釐清火山的「物質編年」,以編纂「物質世界年鑑」。各式各樣的岩層(包括他認為是古代熔岩的玄武岩)都是自然的「古蹟」與「碑文」,記錄著該地區悠久的自然「紀元」序列。

德馬雷與蘇拉維就像許久之前的斯泰諾與虎克,他們將編年學者與古文物家使用的方法與觀念,仔細從人類世界搬到自然世界,從人類歷史的短暫跨度搬到地球本身歷史幾乎無法想像的深度中,而且比斯泰諾與虎克還要徹底。

他們這麼做的時候,不僅是人們對考古學新發現感到興致高昂的時代,更是出色的人類歷史書寫之學術成就問世的時代——例如愛德華・吉朋(Edward Gibbon)的巨作《羅馬帝國興衰史》(Declineand Fall of the Roman Empire,一七七六年至八八年)。

這一點絕非巧合,無怪乎蘇拉維後來改寫吉朋所寫的那種歷史,發表一份舊政權統治下法國政局的詳細研究。他跟德馬雷以讓人不得不服的方式,展現了如何用詳細、可靠的類似方法對自然證據進行與人類歷史寫作同等仔細的觀察、檢驗,藉此重建自然的歷史。

但其他眾多博物學家並未立即跟上腳步:蘇拉維已經指出,這種思考方式仍相當新穎,不為人所熟悉。不過長期看來,他們以人類歷史書寫類比的作法,確實演變為重建地球歷史的關鍵策略。

除了維瓦萊地區的火成岩,蘇拉維還描述了三種第二紀岩層組成的疊層。他發現能夠根據各自獨特的化石群,從整個地區辨識出三種第二紀岩層(以現代的用語,這些化石在年代上分屬於侏儸紀〔Jurassic〕、白堊紀〔Cretaceous〕與中新世〔Miocene〕)。

研究歐洲其他地方第二紀岩層的博物學家,也有注意到岩層及其化石之間的這種關係。此前人們並未密切關注這件事,但很顯然位置較深、較古老的第二紀岩層(現代用語來說,是屬於中生代〔Mesozoic〕)經常含有菊石與箭石,而較淺、較年輕的第二紀岩層(今稱新生代〔Cenozoic〕)則完全沒有這兩種化石;反過來說,較年輕第二紀岩層中的貝殼化石,也比古老第二紀岩層中的化石更接近今天海中的甲殼生物。

然而,人們對於這些現象該如何詮釋仍莫衷一是。蘇拉維主張,在他提到的地層中,化石的排列順序紀錄了一部份真正的生命發展史。但其他博物學家則傾向於認為化石的差異,僅僅反映了生物生活與沉積物累積的環境多變的狀況(今稱為沉積物的沉積相〔facies〕)。古老的第二紀岩層或許沉積在非常深的水中,保存了那些仍生存在該環境的貝類遺骸。

這其實很有可能。虎克老早就意識到,人們對於世界上的動植物所知實在太少:每一次遠距離的航海或陸上探險,都會將此前所未知的動植物標本帶回歐洲。海洋深度更是難以估量。例如菊石,就很有可能還在海中健壯生長。今天所謂「活化石」的發現,似乎是很好的間接證據。

活海百合(crinoid)是最引人注目的例子——一條長鉛錘線碰巧把它從加勒比海的深處帶了上來。當時若干第二紀岩層中的海百合化石已經相當有名,而這個標本雖然跟化石不盡相同,但顯然很相似。發現深海中的海百合「活化石」,讓人認為菊石的活體也很有可能在未來的某天從深海找到。(腔棘魚在現代的發現,充分提醒人們這種論點仍然有效。如今我們已經知道,這種「活化石」魚在印度洋科摩羅群島〔Comoro Islands〕外的深海中相當常見。)

既然許多(甚至是所有)最常見的化石,或許仍在某個地方以「活化石」的樣貌蓬勃生長,那麼就不能斬釘截鐵說維瓦萊或其他任何地方找到的地層可以提供全球性的生命史。不過,它們當然記錄了地球自然環境在地方上的一系列改變。

地球在其整段歷史中,說不定都能讓種類大致相同的動植物得以生存,就算地理分布有了變化也一樣。這意味著赫頓(以及比他更早採用地球冷卻模型的布豐)所提出的地球穩定狀態「系統」推論,或許比德呂克帶有方向性、具強烈歷史性的體系更接近真實情況。

德呂克一系列不同時期的概念,其靈感來自《創世紀》敘事,只是沒有嚴格按照其鋪陳。除非他的「過去世界」看起來能跟地球上任何一個地方的「現時世界」截然不同,而且其中的動植物以及自然特色也天差地遠,他的理論才會比穩定狀態系統更為可信。貝類與其他海中生物的遺骸(在當時與今天都是最常見的化石)卻讓這一點有了疑問,因為其中許多、甚至是全部的生物,都很有可能仍以「活化石」的姿態存在。但人們對於活著的陸生動物(至少像大型哺乳類等顯眼動物)熟悉得多,因此若要跟「過去世界」的類似動物做比較,以陸生動物為基準或許更好。

這也正是為什麼巨型化石骨頭與牙齒(經常是在沖積沉積岩中發現)會在十八世紀晚期成為博物學家關注的焦點。這類化石在歐洲發現時,未受教育的人總認為它們來自前洪水時代的巨人,但早期解剖學家已經證明這些化石絕非人類。

許多人轉而把它們當成大象的遺骸,接著認為是漢尼拔從北非引進、用於跟羅馬人作戰的那些知名大象。然而,歐洲各地都有許多新發現的類似骨頭(最東及於西伯利亞,原住民稱牠們為「猛獁」〔mammoth〕,最西則見於北美洲),人們因此把注意力擺在可能造成這種現象的自然原因,例如大洪水——假如真的發生過巨型海嘯,說不定就能把大象的屍體從位於非洲與亞洲的熱帶棲息地,給打到更北邊的地區(但這種解釋對北美洲的情況不大管用)。

然而謎團卻愈來愈深,因為這類骨頭與牙齒化石中,有一部分顯然不屬於任何已知的現存動物。有些類象牙與類河馬齒似乎都長在同一種哺乳類身上。這種「俄亥俄動物」(Ohio animal,名稱出自北美洲不列顛殖民地大西部的一個著名地點)顯然同時遍布於舊大陸與新大陸較北的緯度帶。

若干博物學家把這當成完全滅絕的決定性證據:布豐認為,這種動物說不定適應的是比今天的熱帶溫度更高的環境,之後隨地球冷卻下來而滅絕。但湯瑪斯・傑佛遜等其他人後來卻認為(甚或是出於愛國之情而有此希望)俄亥俄動物仍然存在,而且在美國(當時已獨立)甚少探索的內陸活得好好的。

傑佛遜身為美國總統,他指示梅里韋瑟・路易斯(Meriwether Lewis)與威廉・克拉克(William Clark),在兩人橫越大陸前往西岸的知名探險之行中,尋找這種動物。由於有這樣的不確定性,光是這個俄亥俄動物案例,還不足以讓人確信物種的完全滅絕(許多博物學家覺得很難接受這種可能性)是自然世界的常態。

整體而論,人們很難證實「根據岩層、甚或是更晚近的沖積層中所有化石的排列順序,來建立一段真正的生命歷史」是可行的做法。

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書籍介紹

本文摘錄自《地球深歷史:一段被忽略的地質學革命,一部地球萬物的歷史》,左岸文化出版

作者:馬丁・魯維克(Martin J. S. Rudwick)
譯者:馮奕達

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這段大歷史不僅關乎地質,
還包括動、植物,山川、河流、地震、大洋、大氣,
以及其他星體,貨真價實是部地球萬物的歷史,
也呈現出人類如何創造自身?

人類如何發現和發明大地的時間?
深時間如何需要歷史感?

作者是科學史領域的大師,本身也是虔誠的基督徒,更是訓練專精的地質學家,專研二疊紀三疊紀之交的無脊椎動物腕足動物門。在這部旁徵博引的大敘事裡,作者不只述說歷史上的地質學追尋,還融合親身經歷過的二戰後地質學界生態,講述全世界如何因為冷戰局勢,而缺少來自蘇聯與中國地質學界的貢獻。

從阿爾卑斯山到大西洋,從中國西南到美國西部,從編年史家到地球科學家,讀者隨著這段地質學進展,將一起領略到人類知識活動的挑戰和樂趣,人類又如何創造自身的意義。

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Photo Credit: 左岸文化

責任編輯:羅元祺
核稿編輯:翁世航


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