一枚鹅卵石里藏着地球史

    作者在这本书里展示了鹅卵石这样看似平凡的小物体中存在着令人难以置信的复杂性。地球生命史上的许多事件都可以借由一枚小小的鹅卵石来破解秘密：火山爆发、已灭绝动植物的生与死、消失已久的海洋中的异质，还有地下深处发生的物质转变，包括愚人金（黄铁矿）和石油的产生。我们身边的每枚鹅卵石都满载着地球乃至宇宙的故事。

    这本书还展示了地质学家深入研究地球历史的详细过程，他们通过对极微量的矿物进行法医般的仔细分析，破译地球的奥秘。

    ■ 一枚鹅卵石里藏着宇宙景观

    它是一枚再普通不过的鹅卵石。世上的鹅卵石以百万千万计，可能躺在世界各地的海滩上，被海水来回冲刷；可能与其他石头堆在一起，懒懒地在河岸上晒太阳；也可能正巧被用来铺设你家的花园小径。它只是其中渺小的一枚。但它也是一枚有着厚重故事的鹅卵石，就和其他所有的鹅卵石一样。数不清的故事塞在这样一个坚硬的结构里，比那装满了沙丁鱼罐头的密度都要大得多。

    鹅卵石的大小可能会骗过你，让你觉得它承载的故事也不过尔尔。但它们的故事极其宏伟，所涉及的领域远超人类的想象与经验。它们的历史可以追溯到地球的形成——甚至更远，还要追溯到远古恒星的诞生与死亡。从鹅卵石光滑的外表向下探索，我们也可以一窥地球的未来。鹅卵石里有战斗、谋杀与突然的消亡，当然也有宁静的岁月，还有让魔术师都叹为观止的分子级别的魔术表演。这里有极度的寒冷，也有远超太阳中心温度的酷热。

    我们并不是只会讲故事。人类掌握了精湛的技术，并设计出了各种在我看来近乎奇迹的检测、分析、测量手段。把技术支持和叙事能力结合起来，就能让遥远过往得以栩栩如生地重现。我们可以利用机器，把一枚鹅卵石放大到一座山那么大（或更大）来观察，寻找其中通向地球之谜的无数道路，每条路都通往那些早已消逝在时光里的地球（或宇宙）景观。

    （长江日报记者马梦娅 整理）

    【书摘】

    ■ 在石头中捕捉时间

    如果把中国1亿年前的湖泊、俄罗斯2亿年前的河流地层和德国3亿年前的三角洲沉积化石放在一起，要据此重建远古地貌，这是行不通的。要制作一张古代地球的快照，我们需要确保整张照片的不同部分尽可能处于相同的地质年代。而化石仍是通向深时的最佳向导，因为地球上曾经存在过的每一个生物物种或群体都有一个起源时间、一段存在时间和一个灭绝时间。它们停在时间里，没有再回来。

    当时间单位非常大时，分割时间就很容易。比如，英国境内的浮游生物笔石只出现在奥陶纪或志留纪的岩石中，也就是距今约5亿至4亿年的地层中。只要找到一块笔石碎片（即使是地质学一年级的学生也能够辨认出来），它就一定来自那个年代。

    不过要想在大的时间单位范围内再做细分，我们就要知道不同种类的笔石分别生存在哪些不同年代。因此，我们要学会识别这不同的物种，知道它们分别在什么年代生活，又在什么年代灭绝。

    一个多世纪前，查尔斯·拉普沃思让笔石一举成为地质年代的超级明星。拉普沃思是英国巴克斯郡法灵登镇一个爱读书的孩子，后来成了一名教师并选择在苏格兰南部的加拉希尔斯工作，他找了一位当地姑娘结婚。同时，他也投入了另一段“爱情”并与之相伴终生：在苏格兰南部高地的山上散步时，他注意到了薄泥岩层上那些类似象形文字的笔石化石。这本身已是个伟大发现，因为南部高地绝大部分（甚至超过99%）都由粗砂岩组成，化石极其贫乏。

    拉普沃思寻找并仔细分析了零星分布在砂岩之海中的黑色页岩层。他发现，任何一个泥岩单元内部的笔石都不尽相同，每隔一两米就会从一组物种(他也是第一个认识到这些物种并为其命名的人)变为另一组物种。他总共辨认出了10个不同的类别。其中一些形状笔直，两侧有锯齿状突起：另一些包括独特的V形和Y形构造；还有一些形状弯曲，就像华丽的鱼钩。因此，笔石并非凝固在时间中，而是随着时间的推移而变化，而且变化得很快。

    拉普沃思认为是带有笔石的地层在巨大的地壳运动中被反复折叠很多次，因此该页岩层以及其中那些快速演化的笔石群才会反复出现在地表。事实证明，拉普沃思是对的。他一举解开了南部高地之谜，将那里的地层缩减到更恰当的厚度，并将笔石确立为极具价值的时间标志。

    从那以后，笔石一直作为生物计时器，帮助地质学家揭示山脉的复杂历史，以及消失的海洋和变幻莫测的古代气候系统。拉普沃思对连续的笔石组合（化石带）的观察也得到了更详细的阐述。如今，笔石的种类已从10个增加到了60多个，平均每种笔石的年代跨度不到100万年。在回顾5亿年前的世界时，这结果已经相当精确了。