曲 宏

提示

碳排放对地球有什么危害？这就要说到地球的历史。只有重构地球历史，才能准确揭示自然界的“规律”。但重构的路径只能通过历史上幸存下来的证据，这必然是一条曲折又充满争议、需要反复科学实验检测的道路。《深解地球》追溯地球历史的发现进程，从人类对地球的早期想象到21世纪初科学家对地球史主体轮廓的共识，解开了地球历史的许多谜团。

《深解地球》的作者马丁·拉德威克是国际科学史界最高奖——萨顿奖得主。书中描述了地质学家、生物学家、物理学家、天文学家、人类历史学家、海洋学家等专家为重构地球历史做出的独特贡献。地球历史重构过程其实也是人类对地球认知不断深化的过程。

马丁·拉德威克展示了在地球历史研究中历史维度发挥的关键作用。历史维度是在人类历史研究中使用的方法和概念，而把这种方法和概念转移到自然世界的研究上，是一个思维创新。把山脉、火山、岩石和化石作为自然历史产物，从现在保留的特征中寻找历史的足迹，意义非凡。仪器探测、大地测量、实验室分析测试与科学实验等被引入到地球历史的研究之中，提升了研究的科技含量。试想，如果没有放射性理论、没有纹泥等理论实践，也就不会有地球历史的量化证据。那么，关于地球历史的许多观点可能还是空中楼阁。1905年，在英国工作的新西兰籍物理学家欧内斯特·卢瑟福利用玛丽·居里发现的新元素镭衰变成氨的可测量速率判断放射性矿物样品的年龄，从而开启了放射性测年法。此后，该方法和依据的物理学证据变得越来越准确和稳定，并逐渐转变为常规程序，成为地质学中一个强大且不可或缺的工具。19世纪后期，瑞典地质学家杰拉德·德吉尔判断，湖泊沉积物的薄沉积层是每年季节更替的记录。经过多年校准，整个纹泥序列可以被准确标注日期，并可以追溯到公元前纪年。建立在纹泥基础上的精确地质年代学也随之诞生。这样，地质学的定量分析和时间尺度为地球提供了大事年表。此外，通过钻探冰层取得的冰心显示出类似纹泥的层理结构，可以追踪大气成分的变化；通过冰心中的尘埃痕迹，可以识别古代的火山爆发，并为其确定日期。而地球磁场的发现又提供了另一个新的相对测年法。正是这些科技的进步成果，帮助人类进一步认识了地球无限悠久的复杂历史。

那么，地球复杂的历史变化又是如何发生的？存在哪些科学关系？《深解地球》不仅仅告诉你一个结论，还把发生的科学原理阐释得细致入微。如果仅仅是推测性的结论，它也会告诉你这种观点的脆弱性。论据的充分展示、科学解释是《深解地球》的显著特色。论证过程写得深入浅出，是很不容易的。那些深奥的科学论证，被化为通俗可读的内容，但丝毫未降低内容的权威性、理论高度和内容厚度，这就是马丁·拉德威克的过人之处。《深解地球》在讲述德国气象学家、地质学家魏格纳“大陆漂移”说面临的各种争议时，更多地讲论据、讲论证过程，这是最引人入胜的地方。魏格纳的证据起初虽被认为是单薄的，但其依据也不容忽视：格陵兰岛的经度测量表明该岛正在缓慢漂移；欧洲和北美洲的地层和化石记录证明，在石炭纪时都处于热带，但到了更新世气候却发生了逆转。其他的还有南美洲的凸出部分与非洲内凹部分恰能拼成一个整体。围绕这个论点，分成了两派：一派主张给魏格纳解释的机会，一派认为这不切实际。美国不止物理学家，许多地质学家也加入到批评行列。美国地球科学家普遍反对的原因主要在于科学方法的理念和规范方面：魏格纳缺乏令人信服的自然原因，魏格纳缺乏自己实地考察的证据，美国科学家不愿承认欧洲人提出的新理论，不承认其观点是报复德国人发起第一次世界大战。但后来英国地质学家霍姆斯提出的深层地幔中可能存在巨大对流系统的理论支撑了“大陆漂移”说。因为地幔对流有可能撕裂大陆。美国地球物理学家的同类研究进一步证实和强化了“壳下对流”概念。而当大陆架海洋学调查与早期计算机运算结合起来时产生的调查结论，使这一学说证据充分，四脚落地。美国科学家也转而支持这一学说。20世纪60年代，除少数死硬派之外的人都接受了“大陆漂移”说。这样的理论交锋在《深解地球》中并不鲜见。

地球只是广袤宇宙中的一个行星，那么，人类又在其中扮演怎样的角色？《深解地球》构建了开阔的研究视野，不仅研究陆地，也研究海洋，研究宇宙；不仅研究地球现状的过去，也研究必然到来的未来，即大自然的基本规律。《深解地球》对宇宙太空的研究让地球历史找到了应有位置。在传统观念里，人类与地球似乎是同时存在的，人类是地球历史这出戏剧的主角。但重新构建的“古老地球”，人类是很晚时才登上世界舞台的。“古老地球”的大部分时间没有人类的任何痕迹。人类也是地球历史上当然的配角。

从地球的角度看，人类是沧海一粟；而从人类的角度看，地球的历史却又是难以想象的漫长，足以让人类对自然产生深深的敬畏。至此，我们可以理解减少碳排放之所以成为人类使命的深刻意义。