石头的秘密——与大自然的约会


了解地球奥秘的钥匙 

 

地球,并不是上帝赐给人类居住的宇宙中心,它处于不断变化和复杂的运动之中,有着自己的发展历史。地壳中成千上万米厚的地层,就是地球历史的最好的教科书。这部教科书的每一页—岩层,都是由各种各样、绚丽多采的石头组成的。


石头的秘密——与大自然的约会

英石


自然界中的石头,也有它不断运动、不断变化的循环过程。地球内部的熔岩,喷出地面即成为岩浆岩。由于其喷出时间有早晚、长短、快慢等不同,因而各具不同的特性,并含有各种不同的矿物。以后,岩浆岩受到冰川、日晒雨淋、风力的破坏而成碎块,再被水流带至洼地底部,与泥土、沙粒、动植物遗体或石灰质等物体混合,胶结硬化而成沉积岩。往后,沉积岩又可能在地壳运动中被埋到地球深处,在一定温度,压力下改变其结构,成为既不同于岩浆岩又不同于沉积岩的,具有独特片状结构的变质岩(漂亮的大理石即为其中的一种),或者重新化为熔岩。如此往复循环,变化不止。

 

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云山叠峰 | 大理石

石头的秘密——与大自然的约会
雨过青山江海碧 | 大理石

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渔村晨韵 | 大理石

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香格里拉的春天 | 大理石


通过对石头的综合研究,使我们从中知道了许许多多的事情。例如地球的过去当人类还没有出现在地球上的那些遥远年代的情况,地球的变化和运动,地球上生物的面貌和进化规律,地壳的分开、合拢,沧海桑田之变,自然环境、气候条件的有规律的变化,等等。有的石头还可以指导我们去寻找地下资源和矿藏。甚至有的石头,由于其历程的独特,本身就是为人们所利用的重要矿藏,如煤、铁矿石等。石头真是打开地球迷宫的钥匙。


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铁胆石

 


 沧海桑田和气候变迁的证据 

 

因为古代动植物遗体与泥、沙、石灰质等颗粒一起沉到水底,方可胶结成化石,所以沉积岩就成了化石保存最理想的储藏所。而在岩浆岩、变质岩中,一般难以找到化石,这在于生物遗体和残骸遇到高温、高压多数遭受破坏的缘故。

 

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 摩尔石


早在八世纪末,我国唐朝的一个学者、书法家颜真卿就注意到,高山的石头中有古代贝壳的残骸。他在《抚州南城县麻姑仙坛记》里写道:“高石中犹有螺蚌壳,或以为桑田所变。”意思是说,螺、蚌原生活在水中,现在却在高山上的石层发现了它们的壳体,这是沧海变桑田的证据。所以,化石早就告诉了人们,地球上的沧海桑田是相互变化的。

 

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菊石


又如十一世纪时我国著名的法学家沈括,在他的科学名著《梦溪笔谈》中提到:“(太行山)山崖之间,往往衔螺蚌壳及石子如鸟卵者,横亘石壁如带。”从螺蚌化石出现于当时远离海岸的太行山上的现象,他得出结论说:“此乃昔之海滨,今东距海己近千里,所谓大陆者,皆浊泥所湮耳。”推断出冲积平原形成的过程。其治学的方法,一向为后人所推崇。在同一书中,他又提到在延州永宁关(今延川县)河岸崩塌处,数十尺深的地层中发现了“竹笋”石林,数百茎,根干相连。经现今研究,该“竹笋”实为三迭纪延长层中的新芦木化石。沈括由此联想到,以前延州的气候,可能比当时延州温暖而湿润得多。

 

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故宫抚辰殿前的两方石笋石

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木化石


化石,实在是沧海桑田、气候变迁的见证。它对于那些唯心主义的神学主教们所鼓吹的“不变论”,即大地是由上帝创造的,它一造成就是现在这个样子的说教,无疑是一个极大的打击。另外,对于另一种唯心主义的谬论“灾变论”,化石也同样给了它当头一棒。“灾变论”者认为,迄今在西伯利亚北部发现的25具连皮带肉保存下来的猛犸象尸体化石,是在一次“气候危机” 骤然变冷时活活冻死所造成的。但事实证明,猛犸象是属于寒冷地区的动物。经对上述象化石的仔细研究也证明,其皮下有极厚的脂肪,全身披有浓厚的绒毛和长达半米的物相同,绝对不可能是突然寒冷而致死。所以“灾变论”只能是唯心主义者主观臆造的谬论,实在经不起化石的轻轻一戳。


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铲齿象骨架化石


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贵州鱼龙化石


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龟化石




 生物生生不息的“证人” 

 

从最早的单细胞化石到最晚的人类化石,均证明,生物是生生不息,由低级到高级,由简单到复杂而逐渐进化的。

世界上发现最古老的化石,是32亿年前的杆状细菌,它是在南非(阿扎尼亚)无花果树系的黑色隧石层中找到的。以后,还发现了许多前寒武纪(5亿多年前)前的蓝、绿藻化石。从藻类开始,历经原始水生裸蕨植物。到水生植物上陆形成陆生的孢子植物,直至中生代大量繁殖的裸子植物以及新生代的被子植物的漫长演变,才有今天百草茂盛、百卉芬芳、果甜稻香的绿色世界。它连同从无脊椎动物鱼类两栖类爬行类哺乳类,直到人类在地球上诞生的进程,一起构成了大自然中生物界的宏伟壮丽的进化谱系图。试问,其中哪一点不是通过化石而剖白于我们眼前的呢?每一块含有生物遗骸的石头,都是生物生生不息的不可缺少的“证人”。


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鱼、龙、虾化石

 


“大陆飘移”和“高山升起”的“镜子”

 

化石也是大陆板块移动和高山上升幅度的强有力的证据。通过它,可以知晓现今世界大陆是经过飘移而分成的;通过它,可以证明如今地球之巅是不断上升形成的。

“大陆飘移”及“板块学说”认为,印度板块是从非洲板块南部“飘”过来,后与中国板块相遇,“碰撞”而成今天这个样子的。两板块相撞的结果,“撞”出了喜马拉雅山;在地质时期中,喜马拉雅山不断上升,终于成为世界之巅,并且还在不断上升,直冲霄汉。


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菊石


最近,我国的珠峰科学考察队,在珠峰北面找到了大量出现于印度和非洲南部的舌羊齿植物群(二迭纪的植物群)。而现在的南亚次大陆与非洲的南部,远隔着浩瀚的大洋,根本不相连缀。为什么在2亿多年前的二迭纪时,这两个大陆会有一个完全一样的植物群呢?事实只能这样解释:二亿多年前的印度和非洲南部是曾经联成一块的,我们叫它做岗瓦纳大陆,以后印度次大陆才脱离非洲而向亚洲大陆“飘移”过来,其北缘俯冲褶皱形成了喜马拉雅山脉。

 

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海百合


今天,在喜马拉雅山脉中部海拔8000多米的希夏邦马峰,考察队曾在该峰海拔5700-5900米处找到了一个上新世(距今200300万年)的高山栎生长的地方,最多不超过2500米。所以,结论只能是希夏帮马峰在上新世以后的二、三百万年间,上升了将近3000米。


 

探求地下宝藏的“尖兵” 

 

无论是微体化石还是大化石,它们的不同属种都埋藏在不同时代的地层里。而不同的矿产都有它自己的形成规律及埋藏的规律,并各自保存在不同地质时代的岩层里。因此,人们在找矿前,若要把找矿地区的地层年代搞清楚,就须借助于化石的帮忙了。例如在中生代上三迭纪含煤地层中,经常有重要的植物化石,如羽毛侧羽叶、云南似卷柏等出现。因此,在发现这些化石存在的地区,就很有可能找到中生代的煤层。有意义的是,有些化石本身就是宝贵的矿产资源。例如煤,就是由古代植物变成的,在煤层中经常可挖到植物的茎干枝叶;石油,是许多古生物,尤其是微体古生物的遗体,在特定的地质环境下形成的。还有一种铁细菌,在它的生活过程中不断吸收、消耗有机物,而将铁和硅化物留下构成自己的细胞膜和鞘,具有所谓“噬铁”作用及集聚铁的作用。在许多前寒武纪的富铁矿中,都发现大量的铁细菌化石以及许多微体古植物——蓝、绿藻化石。这就说明了富铁矿层的生成,与生物的作用有着极密切的联系。对这些微化石的研究,还有助于对那些含铁的古老地层进行划分。


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藻类化石


The end



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原文始发于微信公众号(一石尚):石头的秘密——与大自然的约会

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