【好書推薦】艾爾莎.潘齊洛里 (Elsa Panciroli)《直立猿與牠的奇葩家人:47種影響地球生命史的關鍵生物》

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本文選摘自艾爾莎.潘齊洛里,《直立猿與牠的奇葩家人:47種影響地球生命史的關鍵生物》,大塊文化。


深 度 時 間

地球的壽命,是在一個龐大到讓人難以理解的時間尺度上衡量的。幾世紀以來對岩石與化石的研究,讓我們拼湊出幾十億年來地球歷史與發展的故事。長久以來,人類一直試圖藉由研究地理景觀的方式來瞭解這個世界,但直到近幾百年間,我們才瞭解到,地球表面曾經多次被創造與重新排列,以及這些情況如何形塑地球的生命軌跡。

地球由岩石構成,從她熔化的心臟到堅硬的表皮都是岩石。對岩石與化石的研究(地質學與古生物學),讓人類對地球的形成、發展與古老有了前所未有的瞭解。然而,儘管我們已經蒐集到一些資訊,理解地質時間(也稱為深度時間)並非易事,因為它遠遠超出人類經歷的範疇。

地質學家研究岩石的組成、年齡與分布。這些研究闡明了板塊構造、氣候變化,以及生命和演化的起源等過程。地質學原理貌似簡單,卻也複雜得令人摸不透。在深度時間之中,固體岩石可以像水一樣流動,也可以像紙張一樣弄皺。新岩石形成之際,其他岩石又被吞噬。同時,化石的分布並不均勻,這不僅體現在它們的分布範圍,也體現在它們所代表的特定時間區段上。有骨架的動物比沒骨架的動物更容易形成化石。大約在三百年前,人類開始認真地解開這些難題,但是人類試圖理解這個世界的時間其實更長,不論是將山頂上謎樣的貝殼當作古代洪水的證據,或是用神話來解釋出土於蒙古絲路沙漠的恐龍骨骼,都是人類試圖理解世界的方式。

 

地質年代表

地質年代表被用來標記地球四十六億年壽命中事件發生的時間。它被分成愈來愈細的時間尺度,從元或宙到代,再到紀與期。這些名稱大多由歐洲地質學家命名,根據他們在岩層中看到的明顯變化來定義,例如從石灰岩突然變成砂岩,或是出現了較古老岩層中看不到的新類型化石。隨著我們對地質過程愈來愈瞭解,這些時間區段的細節愈來愈清楚,時期也愈來愈精確。

科學家使用的現代時間尺度稱為地質年代表,它結合了多種來源的資訊,包括岩石與化石中放射性元素的年代。然而,儘管技術上已有長足的進展,地質年代表的一個關鍵原則仍然是化石生物的研究,以及這些生物在深度時間中出現、改變與消失的情形。

 

岩石的故事

關於岩石的最早論述紀錄來自古希臘與古羅馬時期,作者們研究了石頭、金屬與礦物,承認地球隨著時間推移而產生了很大的變化。大約在公元一千年,波斯與中國的思想家利用岩石的構成成分來推論景觀形成的方式。伊本.西納(Ibn Sina, 981–1037)是伊斯蘭世界最傑出的一位博學家,他意識到岩石形成與山谷穿鑿需要驚人的時間尺度。中國的沈括(1031–95)同樣觀察到侵蝕與沉積的過程,也認為貝類化石顯示中國內陸的部分地區一定曾經被海水淹沒。

詹姆斯.赫頓(James Hutton, 1726–97)是西方地質科學的重要人物,經常被稱為地質學之父。關於侵蝕與沉積,他的觀察與在他之前的偉大思想家一樣,意識到現在的這些過程揭露了過去岩石形成的方式。赫頓提出關於深度時間的新觀點,並認定岩石可以被抬升、傾斜與折疊,進而形成山脈、山谷與令人費解的構造。這是現代認識地質過程的開端。

 

由許多層次構成

地球上有三種主要的岩石類型:火成岩、沉積岩與變質岩。火成岩來自地球表面以下,要麼在火山爆發時以熔岩的形式噴發出來,要麼在地表下由岩漿凝固而成。沉積岩聚積在地球表面,由被侵蝕的岩石與礦物、化石生物或化學沉澱物(如碳酸鹽)的碎片所組成。變質岩一開始的時候是火成岩或沉積岩,因為壓縮或加熱而改變。岩石可以在直接接觸岩漿高熱時發生質變,也可以像黏土一樣被折疊、擠壓。這往往會改變岩石的化學性質,隨著礦物重新排列而創造出新的岩理與花紋。

地質學最重要的原則,和瞭解它們的漫漫歲月有非常密切的關係。岩石層層層相疊,就像一層層的蛋糕;最古老的岩層在底部,愈往表面年紀愈輕。岩層裡的化石顯示了生物隨著時間產生的變化,而指標化石(只存在於特定時間區段的物種)可以用來確定岩石的年代。然而,在深度時間中,岩層可能因為傾斜或折疊,將較老的岩層推到較年輕岩層的上方。蘇格蘭西北海岸的莫恩逆斷層(Moine Thrust)就是個例子。地層也可能受到雨水的沖刷和冰河的侵蝕,造成岩石紀錄的缺口。火山活動像閃電一樣,將岩漿射穿現有岩層。地球表面的裂縫、斷層線與板塊運動讓岩層相互移動,形成複雜且混亂的紋理。解釋這些紋理是很有挑戰性的,而且只有在考慮到地球壽命的廣度時,才可能理解之。

 

躁動的板塊

大陸漂移是板塊運動機制的一部分,板塊運動是塑造地球的一個最基本過程。雖然地球表面看起來像固體外層,它實際上是由多個岩石板塊組成。地球大約有八個主要板塊與幾十個較小的板塊,由於地球熔化的核心沸騰,在板塊下方翻騰不已,讓這些板塊持續不斷地移動。這種熱能產生了對流,而對流會帶著板塊移動,在數十億年的時間裡讓它們互相磨碾,又把它們拉開。板塊會按厚度相互滑動或向上折疊擠壓、形成山脈。在板塊相遇與分離之處,火山與地震頻繁發生,例如沿著太平洋邊緣分布的環太平洋火山帶。

許多較大的板塊包含了一個古老的核心,稱為大陸核心或古陸。它們是地殼中最古老的部分,其中一些形成於四十多億年前地球誕生後不久。藉由研究這些古陸,地質學家開始慢慢拼湊出地球形成的過程。在過去三十五億年間(特別是自複雜生命出現以來),大陸的緩慢移動在演化過程中產生非常大的作用,創造出新的棲息地,開放並閉合了海洋,改變了氣候,讓生物彼此之間隔離了數百萬年的時間。

 


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📖 編輯的話

蘇格蘭古生物學家艾爾莎.潘齊洛里透過自己的專業串聯起時間散落的碎片,以考古、演化的角度編織出這一本宏偉、精采的作品。她以時間為縱軸,地質、氣候、古生物為橫線,娓娓道出這部藍色行星生命演化龐大史詩的各個篇章。書中每個章節會先簡單敘述那個紀元的地質、氣候條件,還有發生在該時期的重大事件,接著會挑選幾個最具代表性的生物詳細介紹,告訴讀者為何這些物種在演化史中占有如此重要的地位。

看完整本書,你會折服於生命演化的偉大,也會因為瞭解人類不過是漫成生命長河中的一顆小水滴而感到謙卑,更會去反思我們是否有權力因為自己的生活而去剝奪其他同樣是經過天擇層層篩選而存活至今的芸芸眾生的生存權。本書最後介紹的第47種關鍵生物就是人,這種生物不過存在短短的時光,卻已經嚴重破壞由前面46種生物造就的環境與物種。希望我們將不會是那個將生命故事定格在此的關鍵物種。

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