地质是什么?答案见仁见智。我们试着从一名地质从业者的视角为大家解读这个问题。 1830年,查尔斯.莱伊尔出版了一本书,《地质学原理》。书中描述了不可思议的画面,无论是意大利塞拉皮斯神庙的石柱,还是瑞典斯德哥尔摩海岸高耸的崖壁,都曾在大海的怀抱中浸没千万年。无论古今,地球始终在变化,“现在”是了解“过去”的不二法门。 1859年,查尔斯▪达尔文完成了一本书《物种起源》,代表自然科学向神学的权威发起挑战。无论是天上的飞鸟、溪边的鸣虫,还是水中的鱼儿、风中的花朵,所有生命竟然都始出同源,在演化竞争中各谋其道。 1915年阿尔弗雷德▪魏格纳推出了一本书《海陆的起源》,震撼了整个地球科学界,无论是世界之巅的喜马拉雅山脉,还是冰天雪地的极北之地格陵兰,陆地和海洋竟然并非铁板一块,它们在亿万年间像冰山般分合漂移,最终形成今天的海陆格局。 曾经的天方夜谭,如今已经撑起了自然科学的根基,它们都属于地质学和地球科学。然而,究竟什么是地质学呢? Ⅰ 古老的地质 岩石 在加拿大阿卡斯塔河中的小岛上,保留着地球最古老的岩石之一-阿卡斯塔片麻岩。地球上最古老的、有确切年龄的岩石-40亿岁。以目前公认46亿年的地球年龄来看,这意味着在地球形成后的数亿年,岩浆就已经迫不及待地开始冷凝并逐渐构建出大地的雏形。 ▲阿卡斯塔片麻岩碎片,展出于维也纳自然历史博物馆 如果不是它洪荒之初的惊人年龄,或许你会认为这与日常见到的石块毫无区别。40亿年并不能让阿卡斯塔片麻岩独占鳌头,在加拿大和澳大利亚等地科学家正在寻找更加古老的岩石证据。 生命 加拿大魁北克保留着地球最古老的生命体化石。年龄是多少呢?至少37.7亿年前,甚至40多亿年前。初生的地球危机四伏,肆意的岩浆活动,突如其来的陨石雨。那是一个狂暴的世界,在刚刚诞生的海洋中,脆弱的生命悄然登场,它们还不懂得什么是“光合作用”,凭借海洋中的铁元素,这群勇士缓慢而有效地改变着地球。 ▲经历了亿万年的地质运动这些地球早期的岩石如今已裸露地表,但在生命诞生之初它们位于数千米深的海底。图中的褐色管线是赤铁矿,这些线索揭示地球早期生命极有可能诞生于深海热泉附近。 山峰 巴西、委内瑞拉和圭亚那三国交界坐落着世界上最大的平顶山峰-罗赖马山。如果你看过电影《飞屋环游记》,一定对这个场景不会陌生。很难想象这片“失落的世界”下方岩石竟然拥有35亿年的古老年龄。而我们现在看到的“天空之城”主要是由16亿年历史的砂岩层组成 ▲罗赖马山是南美洲北部帕卡赖马山脉的最高峰,这里还隐藏着世界上落差最大的天使瀑布,无论人们登上山巅,抑或是从远方鸟瞰,罗赖马都像是一座巍然耸立的城堡,一座遗落自远古时代的巨型城堡。 先祖 大约5.3亿年前,地球迎来了寒武纪生命大爆发,生命演化由“静音”模式进入喧闹的春天。中国云南澄江,这里发现了最早的脊椎动物-海口鱼、昆明鱼。这两条鱼是地球生命出现早期最高等的动物化石,也是人类和其他脊椎动物的远祖。 海口鱼(化石) 海口鱼(复原图) 昆明鱼(化石) 昆明鱼(复原图) ▲寒武纪生命大爆发是地球科学热点中的热点,位于“六大自然科学难题”之列 3月22日“清江生物群”研究成果登上《科学》杂志,这是寒武纪大爆发研究的重大发现。 Ⅱ美丽的地质 伯利兹大蓝洞 世界十大地质奇迹之一。一亿三千万年前巴哈马群岛曾是一片温暖的浅海,厚厚的石灰岩铺满海底,千万年海陆变迁,石灰岩平台经历溶蚀形成空洞。冰河时代结束后,海水重新占据到坍塌的洞中形成美丽的蓝洞奇观 ▲大蓝洞内水深接近140米,石钟乳和石笋交错分布。此外,这里常有鲨鱼出没,美丽刺激的水下世界引人入胜,共同打造出世界上盛名远扬的潜水地点。 北爱尔兰巨人之路 黑色的方形石柱成千上万,高低错落密密麻麻。这既不是传说中巨人的决斗场,也并非《驯龙高手》天马行空的想象。在贝尔法斯特西北的大西洋海岸,四万多根玄武岩柱绵延数公里,气势磅礴,蔚为壮观。几乎与恐龙灭绝同时,北大西洋开始了它的扩张之路,频繁的板块运动释放着岩浆的澎湃热情,熔岩在这片高原肆意奔流,爱尔兰和苏格兰成为了玄武岩的泛滥坟场。岩浆铺满大地奔向大海,在冷凝的过程中,收缩均匀的部分就形成了规则的六棱柱,熔岩一次又一次喷溢冷却,六棱柱上覆盖了一层层新的柱状体。千万年时光转瞬即逝,经历过风雨和大海的抚摸,演变为今日奇观。 ▲巨人之路是一种典型的玄武岩地貌景观。这类景观在世界其他地方也有分布,比如冰岛、中国、苏格兰、韩国等。但毫无疑问,巨人之路是柱状玄武岩这一地貌的完美表现,或许只有通过巨人神话,才能满足对这种奇观的一切幻想。 亚利桑那羚羊峡谷 在美国亚利桑那州北部,蜿蜒着地球上最负盛名的狭缝型峡谷。印地安部落将这里作为静思冥想之地,红色的砂岩如同波浪和丝绸一般,塑造着流线型的动感力量。是谁编织出这道红色绸缎?干旱的科罗拉多高原,降雨常常集中在夏季,地表的低洼缝隙被急速的水流如刀切割,如此经历了数百万年,暴洪和山风在谷壁和窄缝间,终于创作出了这段天地奇观。 ▲羚羊峡谷长约400米,分上下两段。谷壁上的线条层层叠叠,伴随着洪水的力量无限延伸,光与影在红色砂岩间折射变幻,创造出一个五彩缤纷的魔幻世界。 乌尤尼盐沼 六千多万年以来,安第斯山脉不断隆升,逐渐成长为南美洲的脊梁。在玻利维亚的高原上,冰川融化形成了众多高原盐湖。历经千万年,许多盐湖已经消失。在空旷的阿尔蒂普拉诺,乌尤尼盐沼是现存最大的一个。 ▲乌尤尼是世界上最大的盐层覆盖的荒原,无尽的旷野,平坦的湖面,拥有“天空之镜”的美誉。除了众多的盐矿,这里还蕴藏着丰富的金属矿产,这都得益于地球宏大的板块运动和岩浆作用。 Ⅲ 神秘的地质 时间?地点? 1871年,达尔文留下了一个重要的猜想:人类起源于非洲。在接下来的一个多世纪,连续的化石发现让这个观点深入人心。但是,这并非是人类起源的终极答案。人类何时何地起源?演化路线又是怎样的?为什么仅有智人存活到现在?许多问题,仍然是未解之谜。 ▲“露西少女”于1974年在埃塞俄比亚发现。自此,越来越多的古人类化石支持非洲起源的观点。 ▲非洲的古人类发现震惊世界。自诩人类文明中心的英国不甘人后,1911年,新的古人类化石-“辟尔唐”人在英国发现。几十年后,这出科学史上的闹剧终于真相大白,所谓的“辟尔唐”人化石,其实是由现代人和黑猩猩的骨头拼凑而成。究竟谁是这场闹剧的导演,早已湮没在历史的尘埃之中。 ▲中国境内也存在大量的古人类化石遗迹。根据化石和最新的分子生物学研究结果,“东亚起源说”、“多地区演化假说”也相继提出,人类起源之谜仍需要化石和更多证据来揭示。 深度? 1970年5月开始,前苏联科拉半岛上正式响起了钻机的轰鸣声,这一钻就持续了25年-5000米、8000米、10000米!高温高压让钻头再也难以挺进,最终留下了12262米的惊世记录。作为美苏争霸的产物,科拉超深钻在当时贵为地球第一深钻。但想解开地球内部的秘密,这个深度还远远不够。地壳平均厚度17千米,地幔平均厚度2865千米,地核平均厚度3470千米,合计下来,科拉超深钻的深度还不及地球半径的0.2%。如果把地球比作鸡蛋,科拉超深钻连蛋壳都没剥开。 ▲科拉超深钻停钻的原因众说纷纭,除了技术限制和经费不足,有传言在钻到万米之下传来了魔鬼哀嚎,甚至飞出了“奇奇怪怪”的东西。试想数十公分直径的钻孔,能飞出多大的“怪物”呢? ▲2018年,中国松科二井完成7018米钻探活动。2019年,中石化顺北5-5H井完成8520米钻探活动,尽管地震波是演示地球内核的有效手段,但是超深井是人类认识地球内部结构的直接武器,对于地球科学理论研究、资源矿产开发意义重大。 高度? 提起珠穆朗玛峰,大家都会想起一串数字-8848。但这个数字并非一成不变。6500万年前,喜马拉雅地区告别汪洋大海,开始了世界第三极的成长之路,平均每一万年,珠穆朗玛峰都会升高约30米,珠峰一直在升高吗?答案或许是否定的,1300万年前,珠峰曾达到12000米的恐怖高度,过大的自重导致了岩层断裂变形。时至今日,珠峰仍以每万年7米的速度上升,未来会不会达到新的高度呢? ▲钦博拉索山,按照最新测定,珠峰的海拔为8844.43m。尽管贵为海拔世界第一高峰,它却不是距离地心最远的地方,这个殊荣要让给更靠近赤道的另一座山峰,钦博拉索山主峰韦姆珀峰。 还有??? 月球如何产生?氧气来自哪里?生命从何而来?人类会灭绝吗?地球的核心是什么?地球上的水从哪里来?板块运动是从何时开始的?寒武纪大爆发究竟是怎么一回事? …… 还有你们关心的。怎么辨别珠宝真假?哪里能捡到狗头金?能不能准确预测地震?煤、石油、天然气还能挖多久?日本XX年后是不是就掉到海沟里面了? …… Ⅳ身边的地质 衣 1812年,不可一世的拿破仑进攻俄国,俄军撤出莫斯科 坚壁清野。凛冬将至,拿破仑的大军在寒风中瑟瑟发抖,军服上的纽扣皆为金属锡制成,在低温下竟然全部化为灰色粉末。锡是欧洲当时最为流行的金属之一,茶具、酒杯、花瓶、纽扣、饰品,都有这种白色金属的身影。缔造过人类青铜文明的锡,竟然给了拿破仑意想不到的打击,你很难把地质和衣饰直接联系到一起。但是仔细看看成人的装扮,就会发现地质的默默贡献,象征权力的黄金战甲,彰显财富的珠宝首饰,抵御高温的石棉手套,开合自如的金属拉链。 …… 再看看孩子的衣着,竟然也和地质有着千丝万缕的联系,乔治是粉红猪小妹佩奇的弟弟,他最喜欢的玩具竟然是一只恐龙,佩奇是小女孩的最爱,乔治和恐龙则霸占了男孩子们的胸前,成为最时尚的流行符号。 ▲恐龙 古生物界当仁不让的流量担当,许多人都认为这种庞然大物早已灭绝。但最新的科学研究显示,鸟类极有可能演化自恐龙,也就是说,6500万年前的那场浩劫,并未灭绝当时的地球霸主,它们依旧活跃在人类时代,脱胎换骨 展翅翱翔。 食 2000多年前的古罗马帝国,疆域辽阔,歌舞升平。一种独特的文化风尚在罗马贵族中迅速流行。铅,各类铅制器皿、雕塑、化妆品,充斥着上流社会,甚至整个城市的供水系统,都和铅紧密相关。这还不够,他们用铅锅熬煮葡萄酒,将蜂蜜在铅锅中加热制作止泻剂,在发现铅能使葡萄酒更加美味甘甜后,甚至将铅粉直接加入酒中,古罗马帝国变成了“铅之帝国”,长期过量服用铅终于带来致命恶果,不孕不育、智力低下、寿命骤减,骁勇善战的古罗马人,变成了低智羸弱的“地中海病夫”。 ▲早在7000年前,人类就开始利用方铅矿提取铅。用铅合成金属,彰显权利和武力,用铅书写标记,铭刻荣誉和信仰,用铅涂抹面部,崇尚神灵和永生。 没想到铅竟然爬上了人类的餐桌,古罗马人舌尖上的盛宴,竟然成为改变历史的催化剂。全球目前存在500多座活火山,35座集中在印尼爪哇岛,硫磺矿是火山带来的天然财富许多爪哇人靠此谋生,手拣肩挑,翻山越岭,他们用最原始的方式,以微薄的酬劳养家糊口,越靠近火山口,硫磺刺鼻的味道愈加浓烈,许多工人的防护方式,仅仅是用湿布捂住口鼻。 ▲频繁的火山活动带来的不只是灾难,它还向人类敞开了生存的宽容。数千年来,厚厚的火山灰为爪哇人孕育出最肥沃的土壤,一年三熟的农作物,馈赠着这座世界上人口最密集的岛屿。 住 水,碳酸钙,二氧化碳,并不复杂的三种物质。在千万年时光中耳语厮磨,塑造出无与伦比的地下王国。地质构造又将这个王国托升地表,溶洞,成为承载人类文明的最佳起点。70万年前,北京周口店龙骨山。一群古人类来到了这个溶洞,毫无疑问,这就是当时最好的别墅,他们在这里繁衍了50万年后,从人类演化史上悄无声息地消失了,溶洞别墅依旧。距今3万年前,这里又迎来了新的人类种群,山顶洞人,默默无闻的地质作用,依旧为人类文明的传续遮风挡雨。 ▲ 杜鹃红、燕山兰 翡翠绿、散花黄 邵阳黑、蜀金白 紫豆瓣、红皖螺 中国石材 遍布大江南北、长城内外 400余种大理石 600余种花岗岩 另有板石资源数地 各种各样的石材 铺就了千家万户的温柔乡 行 乡愁是一湾浅浅的海峡 我在这头 大陆在那头 这首感叹聚散离合的著名诗歌 同样是大陆漂移的缩影 大规模的地壳水平运动 让万物坐上了免费的长途大巴 有的物种从此天各一方 有的物种足迹踏遍天涯 在寂静的海床上 无数的生物残渣如雪般落下 堆积的厚度难以想象 随着地壳的沉降 这些有机质开始经受高温高压的考验 热解 裂解 重生 在压力驱动下不断向上 它们在岩石的裂隙间四散流浪 其中一些倒霉蛋运气不太好 它们被重新关进了“囚笼”般致密的岩石中 千万年后 被人类抽出地表 加工罐装 伴随着一句热情的问候 “您好,92还是95?” 开始了另一次能量和物质的转化之旅 ▲ 超过80%的石油被用做燃料 在化学工业中 石油的作用亦不可小觑 人们往往对生物成油理论存在误解 比如“为什么动物会集中死亡形成石油?” 事实上 油气田的形成过程极为复杂 而已有的勘探发现已经证实 现今开采的石油资源 绝大多数都是由生物原因所形成 Ⅴ 这 就 是 地质 Geology 地质是什么? 每个地质人都有不同的答案 有人说寻金找矿看风水 有人说游山玩水敲石头 有人说采样化验发论文 有人说将今论古诉变迁 对于更多人来说 地质并不是一门冷冰冰的科学 它承载着许多人的喜怒哀乐 它是婚礼上必不可少的 那颗碳元素晶体 ▼ 它是地质队员跋山涉水后 那双不经磨的鞋垫 ▼ 它是突如其来的意外留下的 道道伤痕和残垣断壁 ▼ 它是在井下工人忙碌一天后 脸上的幸福和满足 ▼ 地质是古老的 古老需要传承 地质是美丽的 美丽需要发现 地质是神秘的 谜题需要探索 地质就在你我身边 生活需要依靠它继续前行 无论在人类不曾出现的过去 还是在人类未能到达的将来 地质作用一直都在 并将伴随地球终生 天地玄黄 宇宙洪荒 有人的地方 即为江湖 地球存在的时空 皆是地质 |
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