最近幾篇里,我們一直在一種叫“寒武紀”的概念里兜圈子,最后還爛尾了。但是寒武紀這個詞是怎么來的,是因為這個時期很冷嗎?我們是如何把我們地球的歷史劃分為不同的階段的吶?今天我們抽一點時間,來了解一下我們賴以了解地球歷史的載體:地質年代和他的故事。 人類總是有編輯史書的習慣,在陳述歷史時,我們總是把歷史劃分成夏商周秦漢等不同的朝代,朝代內又不斷細劃為不同的階段,直到劃分為每一位帝王,每一個XX元年,以方便我們的研究和強迫癥。地球歷史的研究也是如此,46億年的歷史過于漫長,我們將他們劃分為一系列不同時期,這就是地質年代。 隨意在搜索引擎上輸入地質年代,你必然會獲得一份或完備或粗糙的地質年代表,劃分地層看起來也同樣易如反掌。但是地球不像人類,每改朝換代都會變更國家名稱,并鮮明的記下來。幾萬米厚的地層可不是一開始就貼著鮮明的標簽,將他們劃分為現(xiàn)在的樣子,可是費了地質學家三百年的苦心。
意大利與德國時代 單純的巖石就像白紙,根據(jù)紙張的成分來分辨哪個是秦漢哪個是唐宋很明顯不可行。而寫在紙上的文字,無疑對確定年代有至關重要的作用。化石就是我們在鑒定過程中重要的編年工具,自文藝復興以來,歐洲貴族們對化石進行了長久的觀察,但是由于很多地層學基本知識的匱乏、對化石證據(jù)的錯誤解釋,直到1750年,才有一個意大利地質學家Arduino阿爾杜伊諾根據(jù)他在意大利北部觀察的地層把地球的歷史粗糙的劃分為第一、二、三紀(雖然第一第二紀早已無人使用,但是第三第四紀尤其是第三紀派生的第四紀沿用至今)。 四十五億年的歷史劃分為四個時期無疑太過于粗糙了,嚴謹?shù)牡聡吮硎荆屛襾?。十八世紀后期,德國人在研究地層上取得了許多重要成績,1775年Lemann第一次測量了地層剖面、并將巖石實體建立為“組”“統(tǒng)”,時至今日,這兩個詞匯仍被廣泛使用,而測量剖面更是每個地質狗的必修課,可見其影響。更為厲害的是,1795年,德國地質人洪堡(Humboldt)在風景秀麗的法國侏羅山(Jura),突然想起了意大利人的粗糙三紀,于是把侏羅山的地層建立為侏羅灰?guī)r,這套地層后來被厘定為大名鼎鼎的“侏羅紀(Jurassic)”!
德國人的所為極大刺激了歐洲同行,尤其是當時正蒸蒸日上的大英帝國的地質學家,這直接導致英國人對地質年代的快速命名,使十九世紀上半段幾十年間,現(xiàn)代地質年代全部爆發(fā)式的建立完畢。 兩位大神時代 1822年,克尼碧爾(Coreybeare)將英格蘭北部含煤地層命名為一個紀,這就是“石炭紀(Corboniferous)”。同年,比利時地質狗打鹵瓦(Halloy)將巴黎盆地一段產(chǎn)白堊的地層命名為“白堊紀(Cretaceous)”。(豹子按:這是要多著急出成果才取這種名字,用地層產(chǎn)物命名的地質年代,僅此兩例,還是同一年,巧了!)
英國人一看如此簡單,瞬間有了套路。下面就是兩個明星人物的故事,讓我們不吝惜篇幅看看他們的簡歷與成就,他們是: Roderick Murchison莫企遜爵士和朋友Sedgwick塞奇威克院長。莫企遜是半路專業(yè)的軍人、皇家地理學會的會長(并沒有地質基礎使莫企遜更像一個投機人,不過他確實投對了);塞奇威克是劍橋大學三一學院高材生、達爾文的導師(但是最后他卻成了達爾文的反對者)。
1835年,塞奇威克和莫企遜幾乎同時在威爾士創(chuàng)造了“寒武紀(Cambrian)”和“志留紀(Silurian)”,“寒武”取自威爾士的堪布連山、而“志留”是威爾士古老民族的名字,翻譯成漢語才成了如此奇怪的詞匯。1840年,這一對牛人又聯(lián)合一起在英國南部德文郡(Devonshir)老紅色砂巖命名了“泥盆紀(Devonian)”。
距離泥盆紀僅僅一年,1841年莫企遜又將在俄羅斯彼爾姆省發(fā)現(xiàn)的一套灰?guī)r命名為“二疊紀(Permian)”,至此莫企遜取得命名了三個紀的成就。等等,我們先不要羨慕塞奇威克和莫企遜這對基友取得了研究三個紀的成績,他們馬上就吵起來了。原來塞奇威克和莫企遜發(fā)現(xiàn)他們在威爾士研究的是同一套地層,塞奇威克在東部研究、莫企遜在西北研究,他們建立的地層有一部分重復,這下問題來了:誰命名的最標準?好同志鬧翻,因為當時寒武紀發(fā)現(xiàn)的化石很少,所以志留紀占了上風,很長一段時間,志留紀都是一個包含寒武紀與奧陶紀的巨大單位。 雖然兩位大神的合作存在分歧,但是成就確實驚人:1835-1841年6年間,兩位大神命名了四個紀,再加上之前已經(jīng)被英國人搶占的石炭紀。整個古生代已經(jīng)全部被英國人冠名。 德國無奈 這個情況,德國人不愿意了。明明是我先搞得分類點子,咋全都叫你們英國人搶注了吶?1834年阿伯第(Alberti)按德國南部的三套地層建立了“三疊紀(Triassic)”。1859年馬考(Marcou)通過對Dyas地區(qū)的研究,發(fā)現(xiàn)其明顯分為兩套部分,從而命名了二疊紀(雖然相應時代的地層已經(jīng)被莫企遜大神搶注為“彼爾姆紀”,但是因為日本當時引進的是德國的分類法,所以中日一直將此地層稱為二疊紀)。這兩個成就算是對這一情況的反擊。但奈何德國當時又沒有統(tǒng)一,實在沒有力量搶注更多的地層,德國人的地質年代命名史不得不告一段落。(豹子按:二疊紀和三疊紀這種用巖層沉積關系來命名地層的情況全部出自德國人之手,不知道是巧合、還是他們嚴謹?shù)淖黠L所為。相比較而言,英國人的地層都是用的華麗的地名和歷史稱謂,很難反映巖石信息) 日不落的輝煌收官和米國不服 到1841年,加上保留的第三紀第四紀(1829年法國學者將第三紀中接近現(xiàn)代的部分劃分為第四紀,沿用至今),幾乎全部的地質年代都已經(jīng)被命名和發(fā)現(xiàn)了,等等給,只有奧陶紀還沒有加入這個家庭里來。并不是這段時期的地層無人研究,而是這段地層已經(jīng)被研究了兩遍。或許你還記得前面兩位好同志的矛盾,雖然后來寒武紀得以正名,但是之前兩人重復研究的那段地層一直沒有定論,這倒為后來的研究者提供了便利,1879年拉普沃思(Lapworh)撿了這個便宜,他發(fā)現(xiàn)既然這段重復的地層生物群與寒武紀和志留紀都有區(qū)別,那么就直接單獨劃出來好了,于是“奧陶紀(Ordovician)”被獨立了出來,奧陶是古代威爾士民族的名字。不過拉普沃思也是英國人,英國人終于保全了全部古生代的命名。 看到英國取得如此輝煌的成就,初出茅廬的米國表示不服。但是奈何地層都被命名遍了,能做的只能是拆分了:1891年威廉斯把石炭紀拆分為“賓夕法尼亞系”和“密西西比系”,巧的是與美國的地層確實好一些,所以在各紀都三分(既把一個紀分為早中晚三個部分)的情況下,石炭紀卻在推行兩分,這就是米國地層系統(tǒng)的延續(xù)。 全球地層議會時代 自1879年奧陶紀塵埃落定,再也沒有紀一級別的分類單位再被創(chuàng)造出來。但可以發(fā)現(xiàn),一個紀的時間跨度可能達到億年,對于越做越精細的地質學家,這個分辨度也太粗糙了。于是他們在“紀”之下,建立了“世”“期”兩個更小的單位,把全球歷史以期為最小單位劃分為了更多部分。 Ps:這里要區(qū)分兩套單位,“紀”“世”“期”是三個純時間單位,而與之完全對應的“系”“統(tǒng)”“階”三個單位則表示在相應的時間單位內生成的地層?!昂浼o”形成的地層就叫“寒武系”。 上圖是一個由各國地層學大咖組成的專門為地球編史的組織:“國際地層委員會”劃分的以階為單位的國際地層表。其實不光紀,更小一級年代地層單位的名字也是國際上爭搶的對象,而且地質年代作為全球對比的重要詞匯,必須要有能讓全世界認可的定義,國際地層委員會應運而生。他就像是地層學的大議會,全球地層學家一起商議投票誰的研究最系統(tǒng)、哪里的地層最標準。而隨著中國科學的進步,地層表上已經(jīng)有了越來越多的中國詞匯,和這一過程有關的全球層型GSSP,我們將以后再做介紹。 大議會無疑是一個公平的地方,2004年議會通過了“埃迪卡拉紀Ediacaran”的命名,奧陶紀命名整整125年后,國際地層表終于再次加入了一個“紀”。這一次時代已經(jīng)變了,沒有獨霸天下的大英帝國,沒有英雄時代的莫企遜和塞奇威克,百年前白熱化的競爭,投票之間就已經(jīng)解決,地質年代表,已經(jīng)來到了一個新的時代。 封面圖片:“蟲筳”(這是一個字),一種單細胞有孔蟲,生存在石炭紀與二疊紀 上周跳更了~因為上周作為地質狗的豹子出了兩周的野外,實在是有點小忙。豹子實在抱歉~下次不會再有跳更啦|·ω·`)謝謝各位的支持~ 這周一次推兩篇,給大家賠罪了 |
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