來自于果殼網(wǎng) / 科技有意思 / 文:溯鷹 / 2016-12-16 ——地質(zhì)學(xué),一個46億年的浪漫故事想必大家都看了最近那則新聞了吧,在青海的花土溝,人們找到了一位幾十年前不幸罹難的地質(zhì)學(xué)家的遺體。半個世紀(jì),黃沙早已覆蓋了先驅(qū)者的腳印,而歲月則磨蝕了故事的內(nèi)容。不知茫茫的戈壁灘是否了解海枯石爛,但至少,在人類的開拓史上,我看到了一座新的永恒。 在青海的茫茫戈壁灘,人們找到了一位幾十年前不幸罹難的地質(zhì)學(xué)家的遺體。 先驅(qū)者的事跡值得敬佩,可話說回來,地質(zhì)學(xué)就這么苦,這么危險(xiǎn)么?毋庸諱言,是的。不過——站在生存與延續(xù)的角度——人類的哪件大事小事,不是靠苦難和風(fēng)險(xiǎn)一路嗑出來的呢? 作為六大自然科學(xué)之一的地質(zhì)學(xué),承擔(dān)著認(rèn)識自然、開拓資源的核心任務(wù)。它沖在人類與原生自然界打交道最前線,因此,也把超乎日常都市生活幾個數(shù)量級的精彩和艱難,一股腦拋在了文明的長鏡頭前。它是敘事手法,但本身也是一個敘事對象,對于這門注定充斥著豐富張力的學(xué)科,你有了解它的愿望嗎? 地質(zhì)學(xué)到底研究什么?說起“數(shù)理化天地生”,大家耳熟能詳。可是,真要讓人深究這個“地”字都囊括些什么,恐怕就不見得有幾個人能說對了。對我們這些真正搞地質(zhì)的來說,常常會聽到一些啼笑皆非的答案:“你們不是搞土建/考古的么”….的確,這些學(xué)科免不了跟大地打交道,但問題是,他們真的跟地質(zhì)學(xué)相差十萬八千里啊..。真正的地質(zhì)學(xué)——或者說廣義的地球科學(xué),其實(shí)只有一個主線目的:那就是在空間和時(shí)間的框架下,認(rèn)識地球的構(gòu)成和演化。 所謂空間框架,即我們需要了解地球的結(jié)構(gòu)、成分、各成分間的相互關(guān)系,以及這些關(guān)系背后的動力學(xué)機(jī)制。而之于時(shí)間框架呢,我們主要回溯地球的歷史,我們想弄清楚:自從它誕生至今的這46億年內(nèi),地球上到底發(fā)生過哪些事兒?這些事兒為什么會發(fā)生?他們造成了什么樣的影響? 這一套時(shí)間加空間的框架,構(gòu)成了人類認(rèn)識地球系統(tǒng)的主要邏輯線條,我們一般稱這條邏輯線為地質(zhì)理學(xué)(或理科地質(zhì)),它包含了巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、古生物地層學(xué)、地球化學(xué)等等二級學(xué)科門類。
人類之所以要認(rèn)識地球,必然是為了滿足一定的目的。面對無限廣闊的大自然,人類的好奇心算一方面,但在馬斯洛金字塔里,好奇心畢竟不是最底部的元素。免于饑餓和匱乏,對人類來說才是優(yōu)先級更高的事情。所有這一切都必須建立在一個基本出發(fā)點(diǎn)上,即,我們必須源源不斷地從自然界獲取資源,才能維持生存,進(jìn)而發(fā)展。 大家有沒有想過,支撐我們生產(chǎn)生活的各類資源,都來自于哪兒呢?事實(shí)上,除了生物圈和淡水資源外,所有的生產(chǎn)生活質(zhì)料,到頭來,都只能問巖石圈要。 工業(yè)所需的金屬材料,來自于巖石圈;建筑業(yè)所需的石材水泥,來自于巖石圈;高新產(chǎn)業(yè)所需的稀土有色,來自于巖石圈;驅(qū)動機(jī)器和交通網(wǎng)絡(luò)的石化能源,來自于巖石圈……這還不夠。甚至我們?nèi)粘J褂玫乃芰?、化纖等等制品——這些看上去跟無機(jī)世界沒多大關(guān)聯(lián)的東西,同樣來自于巖石圈。幾乎整個有機(jī)化工產(chǎn)業(yè),都建立在幾種較簡單的有機(jī)質(zhì)成分上,而有機(jī)質(zhì)來自于哪兒?石油天然氣資源。
總之,人類對巖石圈資源有著持續(xù)不竭的旺盛需求,這份需求,決定了地質(zhì)理學(xué)必然要發(fā)揮它的理論價(jià)值,為資源的勘探開發(fā)提供實(shí)際指導(dǎo),這些面向生產(chǎn)的應(yīng)用型地質(zhì)學(xué),這就是我們平時(shí)所說的“工科地質(zhì)”,比如各式各樣的資源勘查工程(油氣資源、固體礦產(chǎn))等。 地質(zhì)學(xué)怎么進(jìn)行研究?既然地質(zhì)學(xué)這么重要,人們又是靠什么途徑跟地球打交道的呢?靠巖石。 地質(zhì)學(xué)固然放眼于包含了軟流圈和大氣圈在內(nèi)的整個地球,但主要的研究對象,卻是巖石圈。道理很簡單:其它圈層的運(yùn)動演化信息,只有在巖石圈中才能保存下來。今人雖然看不到億萬年前的地球光景,但古代的事件,卻能在巖石圈中留下蛛絲馬跡呀。 跟巖石打交道,門道就多了去了。先陳述一個基本概念——巖石,是礦物的集合體,而礦物,則是天然的單質(zhì)和化合物。這個概念是一切地質(zhì)學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn)。一個合格的地質(zhì)學(xué)家——無論是研究哪方面的,都必然得先熟稔礦物和巖石,知道它們的成分、知道它們的結(jié)構(gòu)、知道它們應(yīng)該形成于什么環(huán)境。 在這個基礎(chǔ)上分別往小、往大走,才算真正打開了地質(zhì)的大門。
往小了走——比單質(zhì)和化合物更小一級是什么?化學(xué)元素。不同的化學(xué)元素在地球上含量不同,因此有主量元素和微量元素之分。很多元素對環(huán)境條件極端敏感,它們在環(huán)境因子的控制下,要么聚集、要么分異,要么相互之間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。而所有這些信號呢,都成為我們反演古代地球環(huán)境變化的線索。 因此,通過巖石學(xué)(Petrology)、礦物學(xué)(Mineralogy)和地球化學(xué)(Geochemistry),我們就可以追溯巖石形成時(shí)的環(huán)境特征和動態(tài)。 當(dāng)我們把巖石的特征和動態(tài)置入一個更宏觀的故事框架時(shí),我們就到了“往大了走”的世界——地質(zhì)構(gòu)造(Geological structure)。 地質(zhì)構(gòu)造大致可以劃為兩類:一類是環(huán)境構(gòu)造,比如地層(Stratum)、火山機(jī)構(gòu)(Volcanic edifice)等;另一類則是力學(xué)構(gòu)造,比如斷層(Fault)、節(jié)理(Joint)等。 前者對應(yīng)著具體環(huán)境下的地殼造物,而后者則對應(yīng)著地殼內(nèi)的應(yīng)力機(jī)制。當(dāng)豐富多彩的構(gòu)造樣式相互組合,構(gòu)成一個相對穩(wěn)定、規(guī)模也更大的獨(dú)立集合體時(shí),就是地殼的基本動力學(xué)單元——板塊(Plate)了?,F(xiàn)今地球上大小板塊幾十個,它們之間會相互分裂、也會相互聚合。絕大多數(shù)星球級別的地質(zhì)特征,都是這個級別上塑造出來的,比如造山帶、平原、高原、海溝、大洋中脊等等……而研究這個級別上地球演化規(guī)律的學(xué)科,就是地質(zhì)學(xué)最大一級的框架——所謂的大地構(gòu)造學(xué)了(Tectonics,這是溯鷹我自己的主線研究方向)。 盡管大地運(yùn)動紛繁不息,但所有的這一切,其實(shí)只是一個舞臺。有舞臺,自然就要有演員。這時(shí)候,就該生物圈出場了。從38億年至今,生物在地球舞臺上書寫的這部編年史,絕對不遜于無機(jī)世界的任何一個篇章。專門研究地史時(shí)期生命特征與演化脈絡(luò)的地學(xué)分支,叫做古生物學(xué)(Palaeontology);而為“大地歌劇”劃分章節(jié),鑒別每一位“演員”應(yīng)該隸屬于哪一幕的學(xué)科,則是地質(zhì)年代學(xué)(Geochronology)。
我和地質(zhì)學(xué)的故事上述所有這一切,都不是我們坐在鋼鐵森林里憑空想象出來的空中樓閣。地質(zhì)學(xué)不是算出來的,要想了解大地,永遠(yuǎn)都有且只有一個方法:走近她。——走近原生態(tài)的巖石圈,走近真正的大自然。于是呢,地質(zhì)學(xué)家面對的,注定是一個又一個的Expedition。每一次,伴隨而來的都是艱辛與風(fēng)險(xiǎn),每一次,伴隨而來的都是未知與刺激。 你說這值嗎?很抱歉我無法給你答案。這是一個冷暖自知的體驗(yàn)?!爸挡恢怠?、“有沒有意義”,本質(zhì)上是一個價(jià)值理性問題,而不是一個科學(xué)問題?,F(xiàn)代百年,除魅世紀(jì)。每一個個體都是自我價(jià)值的收斂點(diǎn);每一份外界的意義,都沒有替你做主的權(quán)力。你的看法不應(yīng)由我,也不應(yīng)由一個學(xué)科、一個行業(yè)、或者一種生活態(tài)度,來冒然代言。 因而,我只【分享】我的感受。 我確實(shí)體驗(yàn)過高海拔的缺氧,但我也目睹過帕米爾高原上轉(zhuǎn)瞬即逝的霞光。 我確實(shí)在無人區(qū)體驗(yàn)過風(fēng)餐露宿,但帳篷外那純凈的銀河,也足以讓午夜安靜地沸騰。。 這是我的故事,但地質(zhì)學(xué)卻是人的故事與地球故事的交匯。一旦有了交匯,我能看到的,自然還會更多。 我看見馬琳諾的寒冬[1],熱帶波濤被盡數(shù)冰封; 我也見過第三極的升隆[2],那是特提斯敲響的晚鐘。 我聽見隕石摩擦大氣的絕嘯,蓋過了千萬巨龍的悲鳴[3]; 我也目睹過盤古之陸的崛起,讓大地傲然于行星。 [4]。
這就是地質(zhì)學(xué)。 當(dāng)46億年的故事,一篇接一篇地融進(jìn)我的生活體驗(yàn)時(shí),我可以說一句,它們真的很棒。 (編輯:Jerrusalem) 最后一章用的梗比較多,特注釋如下:
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