第2章 恢宏大计(2)
过去，动植物的化石曾被视为恶魔创造的残次品。渐渐地，人们摒弃了这一成见，并从化石遗迹中获取了许多有关远古世界的信息。我们知道，今天的动植物和早先人类文献中所记载的动植物并没有什么显著差别。五千年、一万年、一万五千年过去了，地球上的生物形态都不会发生明显的变化。然而，惊人的巨变确实曾经发生过。在人类之前，恐龙主宰地球；而在恐龙之前，各种鱼类和低等海洋生物竞争着王者的地位。一个物种的王朝兴盛起来，便成为陆地和海洋的主宰，但这个物种很快便会灭亡，被其他物种的王朝所取代。我们甚至可以从现今发掘出的最古老的化石中，看到一丝血脉在一片未知而湮远的年代中消泯无踪的模糊痕迹。所有这些事实都证明，地球是那样的古老，以至于短短的一年、一个世纪对它而言都显得毫无意义。
霸王龙是已知的最著名的恐龙之一，可能是世界上已知最强的食肉动物。身长约13米，肩高约5米，平均体重约9吨，生存于白垩纪末期的马斯特里赫特阶最后300万年，距今约6550万年到6850万年，是白垩纪——第三纪灭绝事件前最后的恐龙种群之一。化石分布于北美洲的美国与加拿大西部。
为了获悉地球的年龄，人们提出了大约40种测算方法。其中大多数方法由于无法充分、精确地测算出一些地质记录中未能记载下来的时间间隔，从而导致了明显的低估。唯一能够精确判定地球古老年岁的方案，来自对物质元素放射性的研究。自然界中的某些元素，具有内部原子结构不稳定的特性，会从一种元素变为另一种元素。比如说铀，随着放射性的衰变会逐渐转化为镭，最终转化为稳定的氦和铅。同时，在转化的过程中，元素不会受到外界的热力与压力的影响。迄今为止，科学家还没有发现任何可以干预这些元素的放射速率和转化方式的因素，它们遗世独立，拒外界的纷扰于千里之外。
在实验室中，科学家们已经可以准确地测算出放射性元素的演化速率，依此可以计算出一块含有铀的岩石的年龄。他们只需检测岩石中铀和铅的含量，再计算出产生现有的铅所需要耗费的时间，便有足够的数据估算岩石标本的年龄。在当时的科技条件下，通过这种方法测算出的地质时期长达1850000000年。如果再加上大约5亿年的地球“前宇宙时期”，我们就得到了一个重要的日期：公元前2350000000年。虽然它远不够精确，但较之过去，却已经是一个相对科学合理的日期了。就在那时，地球脱胎于作为母体的太阳，一头扎进自己的纷扰岁月之中。而记载岁月的每一处留痕，都已深深地沁入它的骨髓。
三、宇宙的轨迹
在自然界中，论及哪些现象曾反复发生，人类的愚蠢行径并不孤单。其实，整个宇宙都在一种周而复始的单调韵律中悸动着。时间是一片无垠的海洋，海面上的波浪虽然无时无刻不在翻腾波动，但波动的状态本身却从未改变。古代和中世纪的哲学家们一度提出世界永恒变化状态的构想，但变化的表象之下所蕴含的恢宏计划却为世人所忽略。人类最为憎恶的事物之一，便是变化。这也许能够解释，为什么动植物进化论尽管被人甚早提及，却直到19世纪中叶，才凭借着思想家们的理性之光，如浓稠的墨汁一般从查理·达尔文的笔端艰难地渗出。如今，人们进一步发现，孕育了所有生物的自然环境，同样也不可避免地要经历那在生物物种间反复上演的兴衰轮回。
进化的观念已经在自然科学的各个分支中生根发芽。同时，进化观也包含了一个重要理念，即一切事物的进化，无论是原子、人类、行星还是恒星，都会沿着既定的轨迹发展。毋庸置疑，这些轨迹并非笔直地延伸的，而是时时呈现出曲折的状态，甚至在某些情形下呈现出循环往复的形态。这种描述外延广泛且内涵丰富，我们可以把它视为对现代进化思想的一个极其精练的概括。
古罗马的历史学家塔西佗曾发表高见：“所有的事物中都蕴含着循环的法则。”然而，他所说的循环，无非是一些显而易见的现象，譬如白天与黑夜，酷暑与寒冬，或是生与死。现代科学则发现了全新的证据，从而得以论证物质和能量都无法突破循环的框架。许多天文学家认为，恒星的颜色可以指示其不同的温度状况，每个在天空中闪耀的星星都处于其温度循环变化的某一个阶段。研究表明，恒星脱胎于一个相对寒冷的发散星云。借由万有引力，一些粒子会紧紧地吸附在恒星周围，直至年幼的恒星表面闪耀出红色的光芒。红色逐渐变为黄色，到了成年期，星体就会发出蓝白色的幽光。接着，等到热量消耗殆尽，星星就会逐渐呈现出与之前相反的变色方向，从而进入老年期。而老年期的状态在许多方面又与幼年期十分类似。
利用分光仪进行观测便不难发现，星体的颜色与其化学组成之间存在着异常紧密的联系。这意味着，星体构成元素的演化与星体自身的演化似有齐头并进之势。而对放射性元素衰变过程的研究成果恰能佐证这一论断。
与其他星体的情形类似，许多塑造地球的过程也都曾在不知疲倦的重复工作中徒然度日。地球历史的循环往复，在漫无尽头的时间的长河中，注定是一场无休止的戏剧性冲撞的循环起伏。这些循环并非漫无目的，而是冥冥之中遵从着一个不为人知的伟大战略。与此相比，人类命运的跌宕起伏则不值一提。
地球内部激烈冲撞的本质在于岩石圈内部物质的循环变化。毫无疑问，最原始的岩石是由一些类似于火山岩浆的流体凝结而成的，它们被新岩层所覆盖，没能留下痕迹。所幸的是，在人们发现的地点不同、年代各异的岩石中，某些样本的结构与上述岩石十分类似——那是所有类型的岩石的祖先。这种岩石中存在着地球上所能找到的全部九十几种元素，它们是地球上最原始，也是最为复杂的岩石了。
原始的岩浆岩暴露在地表，就不可避免会遭遇一系列的物理侵蚀。这支令人望而生畏的军团拥兵甚众，霜雪、风、冰川和流水各显神通。化学侵蚀也不甘示弱。相比物理的外部侵蚀，它从内部瓦解岩石的力量更易使其崩坏。没有什么岩石可以长久地经受住这样的摧残。地质侵蚀的力量从不知失败为何物。
四分五裂的岩浆岩在世界各地安家落户，分布极为广泛。一些岩石成为松软的泥土和砂砾，它们覆在大陆雏形的骨架上，在陆地表面找到栖身之所；另一些岩石则被地下水和河流溶解、冲散，以泥沙和碎石的形式搬运到湖盆和海盆的底部。在搬运的过程中，依据重量和体积的差异，组成岩石的矿物和粒子被重新分配，即流水从轻的岩屑中分选出重的岩屑，从光滑的岩屑中分选出粗糙的岩屑。这样最终形成的某块区域中的沉积物常常由明确的、分选完成的岩屑所组成。岩屑越积越多，最终被压实，就会形成一种结构比较简单的沉积岩。这样的沉积岩在地球表面随处可见。
然而，从复杂的岩浆岩到简单的沉积岩，似乎并不是大自然希望看到的结果。大自然厌倦了简单。它将岩浆倾倒在地表松散的黏土和沙砾上，使岩石中的粒子相互融合，从而产生新的化合物；它令炙热的熔岩渗进沉积层的缝隙，那热度足以使岩石再度结晶；它使岩层表面扭曲变形，从而深刻地改变了所有相关物质的形态。在这个过程中，变质岩就从既有的岩层中脱胎而出。剧烈的变质作用摧毁了沉积层典型的简单构造。
变质作用的结晶过程与岩浆岩从原始岩浆中诞生的过程基本相似。处在高温高压的变质状态下的沉积岩，通常会被充分地转化为与岩浆岩十分类似的形态。这样一来，岩石圈演化的循环终于宣告完成。经历了几番变化，整个岩石圈又回归其最初的形态。在近20亿年的历史中，这场循环往复的剧目一再上演，它始于地球获得大气层的那一刹，也将终于大气消失的节点——抑或是，终于一场曾经创造了整个太阳系，也足以毁灭整个太阳系的灾难的降临。
四、地貌的演变
与岩石圈相似，地表形态也处在不断循环演化的状态之中。“侵蚀循环”这一概念，或许正是美国的地理学家们对地球科学的发展所做出的最骄人的贡献。长久以来，人们已经知道河流会改变地表形态。但随着时间逐渐步向当代，科学家们发现，某一地区持续不间断的河流运动，不仅会改变地貌，还会导致地貌发生循环往复的演变。
和人的成长一样，河流的成长也历经不同的发展阶段：从幼年期到青年期，从成熟步向衰老。幼年期的河流流程短、地势陡，它流淌着，穿越和侵蚀着一个个同样稚气的溪谷和山涧。就这样，河谷逐渐变得越来越长、越来越宽、越来越深，直到河流走到青年期的节点。青年期的河谷之间，分水岭十分宽阔，河谷本身却显得狭窄许多。在这个阶段，河流奔腾汹涌，瀑布和激流间或可见。流域内的地形亦处于青年期，而在河流步入晚年之前，这些地形地貌注定会发生深刻的改变。到了成熟期，河流的长度变得更长，坡度变得更平缓，河谷也变得更宽阔。支流不断汇聚、不断增加，在流域内形成一个密集的树状分支结构。整个流域的地貌原先是平坦的高地，如今也被切割出许多犬牙交错的峰峦和脊脉。随着时间的推移，河流的坡度会越来越接近水平。此时，低矮的分水岭间错落着宽阔的河谷，河水慵懒地蜿蜒在平坦的土地上——河流和它的流域正在安享晚年。
与人类相同，从嗷嗷待哺到老态龙钟的循环过程，并没有使河流和流域在垂垂老矣后完全回归年轻的起点。尽管整个循环不尽完美，一度被河流塑造过的古老岩层依然会使人联想到全新流域的样貌。同样的光滑，同样的平坦，同样稀少的干流，同样的内流湖泊和沼泽点缀其间。两者是那么的相似。
在生命的循环中，死亡与晚年接踵而至的常理从未改变。侵蚀循环则不同。河流也许可以不断地侵蚀地表，等到陆地的海拔降到海平面以下，海水就会漫上海岸，淹没大陆。然而，在那之前，河流就已经失去了侵蚀和搬运的力量。相反，它们倏然倒戈，毫不犹豫地去为那片它们长久以来倾力毁灭的土地添砖加瓦。
实际上，没有哪块区域在经历从幼年到晚年的循环中是完全循规蹈矩、一成不变的。地质运动会持续地改变河谷的坡度，从而扰乱循环。一些河流会因为地势重新变得陡峻而恢复生命力，另一些河流则会因地势突然变平而提早步入老年期。然而，尽管世上鲜有完美的循环，尽管一些环节会被无端重复，一些环节会被无故抹消，整个循环顺序的趋势依然是存在的。从高地流向海洋的液态水出现的那一刻，一直到今天，这循环从未间断。
除了岩石圈的物质和地表形态，那些深埋于地球内部，并且操控着地球历史进程的地理要素，似乎同样遵从着循环演化的模式。很多曾经平坦、连续的地质构造，如今变得破碎、断裂。即使人们在观测地理现象时极不严谨，也会发现其中的端倪。科学家对阿尔卑斯山的岩层进行了测量，发现地球的周长在此处缩短了100多英里。在许多其他地方，地球的周长更是大大缩短。可以推断，地球的直径一定也发生了相应的收缩。
以上证据表明，随着时间的推移，地球正在日渐萎缩。多年来，学界普遍认可的解释是“冷却说”。该学说认为冷却引起了地球内部组成物质的收缩。然而，现在看来，单单只是冷却似乎并不能解释如此大的收缩程度。此外，地球是否真的处于冷却的状态也难以确知。随着放射性物质逐步深入科学的视野，一些科学家认为，放射性元素衰变所供给地球的热量实际上远远超出地球自身对外辐射所释放的热量。综上所述，在现代科学知识不断完善的今天，学者们不得不将目光转向压强。或许，地球内部的巨大压强才是收缩现象产生的主因。在高压环境下，构成地球内部物质的分子会进行重组，从而生成一些密度更大、体积更小的化合物。这样一来，随着时间的推移，整个地球也就逐渐收缩，变得越发紧实。
然而，地球并不甘心屈服于压强的“淫威”。对地震波的研究表明，整个地球的物理构造实际上处于一种富有弹性的稳定状态中，由此产生的弹力会部分抵消那些试图压缩地球的压力。然而，这股压力凭借着强大的实力和矢志不渝的品质，时常克服地球固有的弹性，从而使其表面变得褶皱不平。在时间的长河中，两种力量或抵死相抗，或互相妥协，如此轮回更替。地表结构便以这样一种近乎野蛮的方式，在循环之中不断地变化和演进。认识了这种循环，也就把握了划分不同地质年代的要领。事实上，由压缩地球的力量所引发的每一次全球性的地壳大变动，便意味着一个全新时代的开始。而那些相对不那么剧烈和广泛的地壳变动，则可以用来确认一些更为细分的年代界限。
地表循环与地球内部物质循环相互贯通，产生了一种大循环。大循环常常得不到应有的关注，原因似乎在于它的内涵是其他所有循环的总和。侵蚀作用的目标是去夷平陆地、填平海洋，以消除地表不规则的形态。而运动却时常制造褶皱山，抬升那些久经侵蚀的岩层，从而使前者的努力功亏一篑。地球的历史变成了两者竞赛的舞台，胜利的钟摆时左时右，胜负之分却难以定夺。