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寻找缝补地球的金钉子
2022-09-02 10:57:18   来源:化石网   评论:0 点击:

资料图:2018年国际地科联通过以中国贵州剑河县八郎村乌溜—曾家岩剖面作为寒武系苗岭统乌溜阶 金钉子。该金钉子研究由贵州大学、南京古生物所等共同完成。(化石网整理)据北京日报(梁衡):参观一个地质博物


资料图:2018年国际地科联通过以中国贵州剑河县八郎村乌溜—曾家岩剖面作为寒武系苗岭统乌溜阶 “金钉子”。该“金钉子”研究由贵州大学、南京古生物所等共同完成。

(化石网整理)据北京日报(梁衡):参观一个地质博物馆,我才知道原来地球是由112颗“金钉子”缝补连缀而成的。中国有11颗,最后一颗在贵州。我不觉起了好奇心,专程从北京到贵州去找这颗神奇的金钉子。
 
“金钉子”是一个形象的比喻。源于1869年首条横穿美洲大陆的铁路胜利完工,这在当时是一件大事。疲劳的建设者们不忘浪漫一把,就把一颗由18K金制成的道钉,钉在最后一根铁轨上,以作纪念。1965年,国际地质科学联合会(简称国际地科联)借用金钉子一词来命名地球不同年代的岩层。
 
1. 让石头说话 讲述地球史的秘密
 
人类从哪里来?从低等生物一步一步地走来。低等生物何时出现?要到地壳中的化石里去找。生物出现、灭绝、再出现、再灭绝,顽强地生存发展,直到有了人类。这么说来,生物发展史就是地球发展史,但又不完全是。因为在没有生物之前先有了地球,是地球无意间孕育了生命。地球的年龄大约是46亿年,生物的出现是在38亿年前,16亿年前出现肉眼可见的生命,人类的出现则只有300万到400万年。有一个生动的比喻。如果把地球的年龄比作一天24小时,人类的生命则只有3分钟。但这只有3分钟的人类,却有超强的大脑,足够的想象力和无穷的智慧,居然想要弄清自己出生之前的地球。
 
研究历史是用考古法,挖掘地表土壤中的人类文化遗存,分出历史朝代。研究地球史也是用考古法,不过是寻找地壳岩石中的生物遗存,即化石,以区分出地质年代。科学家在上一个年代与下一个年代的交接处做了一个记号,为它“凿”上了一颗“金钉子”。
 
对地球历史的探源是一项大海捞针的工程,更是一场没有尽头的跋涉。我们可以这样想象,在46亿年前的浩渺太空中,地球就像一团飞速转动的泥丸,在转动中不断崩裂、黏合、被挤出,涂上新的岩浆,融进了新的物质,孕出新的生命,时而隆起成山,裂地为谷,陷落为海,怒喷巨火。然后再崩裂、黏合、岩浆奔流,又来一遍沧海巨变,凤凰涅槃,如此反复无穷。又像是制陶艺人工作转盘上的一团泥,在飞速转动中不停地被拍、打、挤、捏,再上釉涂彩,进炉过火,然后成壶成罐,成碗成碟。这时我们随便拿起一只碗,你还能分得清它已经从当初的一团泥嬗变了多少层吗?但是,地球再大也没有人的脑海大,历史再久远也没有人的目光看得远。地层学就专门来解决这个难题。全球还专门有一个科学组织:国际地质科学联合会,下面有一个分会就是“国际地层委员会”。科学家把46亿年以来的地层单位,分为“宇、界、系、统、阶”五级,相应的时间单位就是“宙、代、纪、世、期”五级时期。原来时间就隐藏在这五个地层里,或者说这五个地层就是凝固的时间。这样我们就可以看“层”辨“时”了。迄今为止,地层的基本单位是“阶”,像楼梯的台阶一样,上下层阶阶相连。就是说我们要给地球走过的每一个台阶都做个记号,手里共需要准备112颗金钉子。
 
但是46亿年啊,顽石层层,史海茫茫,怎样才能找到某一个台阶,然后再去“凿”上一颗金钉子呢?不要怕,有一条哲学原理管着:世上没有绝对静止的事物。小至一个人,大至一颗星球,只要你一动就会留下脚印。地球转动了46亿年,总会留下一些蛛丝马迹,让科学家抓住小辫子。它留下的痕迹主要有两个。一是,每个时期总会有一个代表性的物种出现和消失,它的信息就会保存在岩层的化石里。二是,哪怕一块石头也会变老。岩石里有性物质在不停地放射,自然就留下了脚印。不论是人还是物,这个世界上最藏不住的就是年龄,一个孩子总会变成老人,再会打扮的人也挡不住悄悄爬上眼角的皱纹。只要在地球的某一层岩石中找到相应的物种化石,再辅测它的化学成分,就可以断定年代了。科学家就是用这个办法,让时间倒流,让石头说话,为我们讲述地球过去的故事。
 
为了严谨,国际地科联公布了非常苛刻的金钉子标准。必须有自然的、完整的、足够长度的地层剖面。内含有标志那个时期最早出现的生物化石。另外还特别加上一条人性化的规定:要求剖面所在地环境开阔,交通方便,便于人们公开研究参观和交流。现在全球假设的112颗金钉子已经找到了78颗,在中国有11颗,贵州这颗就是中国的第11颗,为“寒武纪3统及5阶标准剖面点”。它的意义很特别,身兼两职。即在“宇、界、系、统、阶”的五层系列中,它既是一个“统”的标志,又是一个“阶”的标志。我们打个比喻,在中国历史中,习惯把每朝的开国皇帝称为“高祖”,比如汉高祖刘邦、唐高祖李渊。现在贵州的这颗金钉子就好比唐高祖李渊。对上,他是隋、唐两朝的分界点;对下,他又是唐高祖李渊与唐太宗李世民两代的分界点。它是一颗“高祖级”的金钉子。而以三叶虫化石为代表,这个点位距现在大约已有5.08亿年。
 
2. 科学家与农民 合力凿出金钉子
 
与贵州这颗金钉子有关的关键人物有两人。一个是研究并确定金钉子点位的科研团队带头人,贵州大学的赵元龙教授。一个是在现场挖掘并守护化石剖面30年的苗族农民刘峰。这两个身份迥异,年龄和文化知识差别极大的人却红花绿叶,演绎出了一个地球故事。
 
到贵阳的当天下午,我即去拜访赵元龙教授,他已经86岁,住在一座没有电梯的老楼七层。我上下楼都气喘吁吁,而他还在上班,有时还要出野外。地质学研究最大的特点就是野外考察,一卷行李、一个铁锤,走遍天涯。赵教授的大半生几乎都是在苗岭的深山密林中找化石,“只在此山中,云深不知处”。他的女儿也50多岁了,她说小时候的记忆就是父亲不停地出野外。而且由于费时长,科研经费不足,他经常是先自己垫钱出差,再向单位报销,白贴上去的钱也不知有多少。他一生的精力全在研究地层学,特别是寒武纪这一段的分层。为了寻找这颗金钉子,国际学术界争论了一百年,到后期逐渐集中在中、美、意三国的三个候选地上,又反复论证了30年。直到2018年,国际地科联经过多次现场考察,反复比较,层层投票,终于一锤定音,把这颗金钉子砸在了中国贵州省剑河县的深山中。正式命名为“苗岭统乌溜阶全球界线层形剖面和点位”,联合国教科文组织发来了证书。就是说,中国贵州的苗岭山上有个叫乌溜的地方,是地球46亿年历史的一个定位点。赵教授说这是一门冷学问,寒武纪的这一段定位研究,全球不超过一百个人,中国也不过几十个人,他们是地球尖兵。但这背后是举国之力,象征着一个国家的国力和学术高度。赵教授几乎耗尽了一生心血。老人近来身体已大不如前,女儿心疼地说准备卖掉现在的房子换一个有电梯的新楼住,起码上下楼方便一点。好在他已经带出一个强大的团队。我的采访主要是由团队成员兰天副教授——一个很有学者风度的小伙子,帮助完成的。
 
隔天,我又驱车前往剑河县八郎苗寨,去拜访金钉子的守护人刘峰。这是一个很壮实的苗族农民,皮肤黝黑、身材粗短、虎背熊腰,猛一看像个举重运动员。他家就在剖面现场的一个小山头上,自己就山势修了一个化石陈列馆,上挂一块横匾,刻着一行斗大的字:“等你五亿年”,字是赵教授亲笔书写的。我往门前一站,一股磅礴之气一下就罩住了全身。馆内全是他30年来亲手挖的5亿年前的化石,馆外是个平台,可俯瞰苗岭群山,茫茫苍苍直到天际。这位苗族汉子滔滔不绝地向来人讲述着每一块化石的年份,所含物种的科学价值。在我们这些外行看来,他完全是一位令人仰视的地层科学家了,只不过他的谈话中时常夹杂着一些草根故事,会让人捧腹大笑。
 
天气闷热,看完室内的化石,我们拉过几个小凳子坐在平台上,切了一个大西瓜,慢慢细聊。他说,1982年,赵教授带着几个学生来到八郎苗寨的山上采化石、选剖面,顺便就在本村雇了6个农民帮助敲化石,每天工资3元钱。刘峰第一天就敲出一块从没有见过的化石。后经对比研究是一个新发现的物种“始海百合”。赵教授大喜,说:“你真好手气。”立即奖励3元,他高兴地说,等于我头一天上班就挣了双份工资。为此赵教授还请他喝了酒,以后就形成了一个不成文的规矩,凡有新的发现,赵教授就请大家吃一顿。但是干了没多久,别人嫌钱少,都陆续不干了。他也想打退堂鼓,最终在赵教授的劝说下坚持下来,如今已成了八郎苗寨的地质土专家,化石收藏第一人。
 
地层学是一门精细深奥的学科,但具体操作起来,却比建筑工地上的农民工还要辛苦。朱自清在他的散文《谈抽烟》中说:“当你点燃一支烟时,不管是蹲在石阶上的瓦匠,还是靠在沙发上的绅士,这种享受是一样的平等。”地层学的研究,当具体到在剖面作业时,不管你是教授专家还是临时雇来的农民工,在石头和锤子面前也是一样的平等。而一块能让人眼前一亮的完美化石,却经常会最先出现在农民工的粗大的黑手里。就像足球比赛,有时临门一脚全靠运气。赵教授经常会扔过来一块石头说:“小刘,你的手气好,你来敲!”200多米长的剖面,每隔20厘米都要采样敲石。这可不是平常说的那种考古,用一把“洛阳铲”探挖脚下松软的黄土,这是在敲5亿年前坚硬的石头啊。刘峰刚开始只是为了一天3元钱的收入,后来对化石渐渐有了兴趣,再后来在赵教授的言传身教下,已经成了专家们离不开的助手,就连外地的古生物研究单位都请他去出现场呢。他第一次走出大山,受邀到外地帮助带几个学生敲化石,对方说你先一天到,选最好的旅馆住下。他一咬牙,选了个一晚30元的旅馆。第二天主人来了说,你这个身份该住300元一天的呀,他才第一次意识到了自己的价值。
 
一个叫罗伯特的美国专家和他交上了朋友,特别喜欢喝他家的米酒,像喝啤酒一样大碗大碗地喝。不想,那天开会前喝多了,影响了研讨。为此赵教授把他狠批一顿。2006年,国际古生物协会在北京开会,会后要选一个外地考察路线,罗伯特立即站起来说:“去贵州八郎吧,那里有苗寨米酒,有戴满银饰的姑娘,有苗歌,有踩鼓舞,有最好的地质剖面。”想不到一个深山里的苗族农民,却成了中国地质界的品牌,为金钉子落户中国悄悄发挥着作用。
 
我问他,长期在野外作业有没有遇到过什么危险?他说最危险的一次就是精选了一大口袋化石背着下山,一到公路边上碰到两个送粮的农民。三个人正说着话,后面来了一辆大卡车,把他们一起撞飞了,其中一个人当场死亡。电报打到贵阳,赵教授腿都软了。我开玩笑说,赵教授是不是心疼他的那一袋化石?他却很认真地说:“不是。当时我要是死了,赵教授那一点可怜的科研费还不够我的丧葬费呢。他的研究立马断档,那就彻底完了。”他虽然舍不得离开赵教授,但生活实在太清贫。眼看村里人外出打工都盖起了新房,他又几次动了走的心。那年姑娘考上大学,没有学费,他想退出工作。赵教授赶忙发动地质界的朋友,一次捐了8000元,先送孩子入学。他家姑娘大学期间穿的衣服一直是赵家送的,而赵教授时常背一卷行李,带着学生爬到山上来,就住在他家的阁楼上。一次为向国际地科联准备申报资料,赵教授请了国内最著名的几个顶尖级地层专家来到八郎,就住在他的小木屋里。是夜风雨大作,山洪暴发,小屋几欲被掀翻。专家们浑身湿透,围着火盆听雷声。刘峰和他的老父亲,连声安慰,添火送水,陪着专家一直枯坐到天明。一个汉族知识分子和一个深山苗寨里的农民,为了那颗理想中的金钉子,在这里一盯就是30年。这恐怕是国际地学研究界少见的一道中国风景。陈毅说,淮海战役是中国农民用支前的小车推出来的。“苗岭统”这颗金钉子是朴实的苗族兄弟用铁锤一点一点从5亿年前的岩石中敲出来的。
 
3.具宇宙之视野 怀人类之担当
 
科学发现有时是先有偶然的邂逅,然后再去顺藤摸瓜找规律,如牛顿看到苹果落地。有时是先有了一个科学假设,然后再去寻找实证,如门捷列夫的元素周期表。金钉子的寻找就属于后一种类型。英国人莱伊尔在1833年出版了地质学原理,提出的地层理论已近200年。而寒武纪第三统第五阶的金钉子假设,也已经被论证了100年。直到中国科学家终于在贵州找到藏有“印度掘头虫”三叶虫化石、厚达200多米的地层剖面时,这个5亿多年前的地层标准才算是被确立。相当于70多层楼的高度啊,像切豆腐一样,5亿年前的岩石一刀切下去,剖面纹理清晰,化石要素俱全。到哪里去找这样天衣无缝的剖面呢?一颗闪亮的金钉子终于钉在了中国的西南角,苗岭山中的白云深处。
 
人类这样执着地研究地球史,到底是为了什么?古语曰:“以史为鉴,可知兴替”。金钉子所标志的正是一部地球生命的兴替史。而一切历史研究的意义,都在于回看过去预知未来。当你转动地球仪找到这112颗金钉子时,就会知道人类从哪里来,将到哪里去。往小里说,比如怎样保护地球,关注气候变化应对灾难,珍惜生物的多样性;往大里说,比如人类的进化与消亡,甚至考虑往外星球的迁移。因为每一个物种的出现和消亡大概是几百万年,人这个物种也逃不出这个劫数。我们现在还处于人类的童年期,它和以前的所有物种一样,将来是进化还是消亡,尚未可知。“天凉好个秋”,地球这条小船迟早会“载不动,许多愁”。在多少亿年后,它也会像一颗流星那样毁灭。金钉子虽小却是一个星球过去的记忆和未来的路标,也是我们人类摸着过河的石头。
 
地球兴亡,匹夫有责。科学的作用在于发现,更在于普及。文章写到这里,我突然觉得现在一般地理课堂上的地图或地球仪已经不够用了,应该制作一种新教具或者玩具。用112块地层组合成一个可以拆分的立体地球仪。上课前给每人发一把亮晶晶的金钉子。其中有78颗是深色的,刻上发现序号、国别、地名,用来缝缀已知的地层,而剩下的那些浅色的无名的钉子则任你去发挥想象,寻找落点。也许这个地层里有一只恐龙,那个地层里有一个三叶虫,而某个角落层里还会有一个智人。科学要求,总得有一部分人具宇宙之视野,怀人类之担当。让孩子们亲手来缝缀一颗有46亿年历史的地球,那是多么有趣的事情,它将养成一代新人宽广的胸怀和无限丰富的想象力。而且这其中定会有几个人,就是将来的赵教授。不要着急,那些颜色稍浅一点的钉子,都会慢慢地、一颗一颗地镀上真金而变成颜色沉稳的金光闪闪的金钉子。
 
我们要善待手里捧着的这颗地球。

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