PDF《动态的地球》

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第一章 动态的地球 一旦有人从外太空拍摄一张地球的照片,一种前所 未有但无可辩驳的全新观念就要诞生了. ――霍伊尔爵士(Sir Fred Hoyle)

1 ,1948年 如何在薄薄一本小册子里容纳一个巨大的星球? 尺幅千里已显不足,不过倒有两种天差地别的方法可 供一试.一种是地质学采用的自下而上的方法:从本 质上说,就是观测岩石.数个世纪以来,地质学家们 奔波於地球表面,用手中的小锤子探测不同的岩石类 型以及构成这些岩石的矿物颗粒.他们先是利用肉眼 和显微镜、电子探针和质谱仪,把地壳简化为细小的 组分.继而又绘制出不同的岩石类型之间的联系,并 通过理论、观察和实验,提出了岩石运动的假说.他 们从事的是一项艰巨的事业,提出了不少深刻的见 解.地质学家前仆后继的努力构筑了一座理论大厦,

1 弗雷德.霍伊尔爵士(1915C2001),英国天文学家,英国皇家学会会 员.著有多部学术专著、科普读物、科幻小说,以及一部自传.霍伊 尔的许多研究成果不符合正统的学术观点,但仍然被视为20世纪最有 影响力的科学家之一. .2. 地球 为未来的地球科学家奠定了基础.正因为有了这种自 下而上的方法,我才得以撰写本书,但这并不是我要 采纳的视角.我本意并不想写一本岩石矿物和地质制 图指南,而是要为一个星球画一幅肖像. 要观察我们这个古老的星球,还有一个自上而下 的新方法,也就是日渐为人们所知的地球系统科学的 视角.它把地球看成一个整体,而不仅仅是「现在」 这一刻凝固的模样.采纳了地质学的「深时」概念, 我们开始把这个星球看成一个动态的系统,由一系列 过程和循环组成.我们开始了解它的运作机理. 俯瞰 开篇那句话是天文学家弗雷德.霍伊尔爵士在 1948年提出的预言,仅仅十年后,人类就开始了太空 之旅.当无人驾驶的火箭在外太空拍下第一批地球照 片时,当第一代宇航员亲眼看到我们这个世界的全貌 时,预言成真.最初的俯瞰并没有揭示什麽关於地球 的新秘密,却已成为一个充满象徵意义的符号.对於 亲眼看到那幅图景的许多宇航员来说,那是一次动人 的体验:他们一直以来与之共存的这个世界竟然美丽 如斯,又显得那麽脆弱.地球科学也在同时经历了自 身的革命,这大概不是偶然.板块构造的概念最终为 世人所接受,其时距离魏格纳(Alfred Wegener)2 首次提

2 阿尔弗雷德.魏格纳(1880――1930),德国地质学家、气象学家和天 动态的地球 .3. 出该理论已逾50载.海底探索揭示出海底是从洋中脊 系统扩展而成的.它不断漂移,迫使大陆分离或重组 成新大陆.那些大陆一般大小的岩石板块,其形体之 巨远超想像,却也翩然跳出绚丽而古老的舞步. 大约同时,与人类在广袤幽暗的太空中俯瞰到 「地球」这个飘浮於其中的小小蓝宝石一样具有象徵 意义,全球兴起了一场环保运动,它的参与者既有对 濒临灭绝的物种和雨林充满感伤主义眷恋的普通人, 也有开始采纳全新视角、研究复杂互动的生态系统的 科学家.如今,多数大学院系和研究组织都会用「地 球科学」一词取代「地质学」,因为人们已经意识到 该学科的广度绝不仅限於研究岩石.「地球系统」一 词也被日益广泛地使用,因为人们认识到这些过程之 间相互关联的动态性质,不仅包括由岩石构成的固态 地球,也包括其上的海洋、脆弱的大气层,及其表面 的薄薄一层生命体.我们生活的世界彷佛一颗洋葱, 由一系列同心圈层构成:最外是磁层和大气层,继而 是生物圈和水圈,再到固态地球的多个圈层.它们并 非都是球形,有些圈层的实体性也远不如其他,但每 个圈层都在努力维持着微妙的平衡.人们认为,这个 系统的每个组成部分都不是固定不变的,其样态更像 文学家,大陆漂移学说的创立者.1930年11月,他最后一次前往格陵 兰探险时身亡,享年50岁. .4. 地球 一个喷泉,整体结构或许能够维持不变,却会随着通 过的物质和能量的大小而展现出不同的姿态. 如果岩石能开口说话 岩石和石子可算不上口若悬河的说书人.它们静 坐着,任凭青苔聚集,推一把才会动一下,生性如 此.然而地质学家有许多办法令其开口.他们敲打 之、切割之、挤之压之、推之拖之,直到它们开口讲 述――有时还真要裂开才行.如果你懂得如何观察, 岩石会将它的历史娓娓道来.岩石表面是最近的历 史:它如何受到风化侵蚀;