第一章 數數地質年代
地球的年齡有多大?人類世世代代都在追尋這個問題的答案。
直到最近,我們才試圖透過研究地球得到答案。時至今日 ,地質學家們估算的數字相差很大,但他們一致認為地球已經存在了數百萬年,甚至是數億年了。
很早就有人提出了嚴謹的科學計算方式,試圖求出這個複雜問題的答案。達爾文(Charles Darwin)就是其中之一。他建議我們觀察河流和大海的運動;觀察河岸邊的土地被水流沖刷變薄,水流把沖刷下來的土壤帶到低地,且在河口將這些土壤鋪開;也要觀察海浪如何侵蝕懸崖,又把從懸崖上剝落下來的碎片帶到某處平靜的海岸,這些碎片最終便在那裡形成了岩石。
我們有理由相信,無論是在遙遠的過去,還是現在,岩石的形成方式都是完全一樣的。比如說,許多岩層的成分和沙灘的成分、河岸邊的黏土成分是相同的。我們還注意到這些岩層所在的地層正在被保存起來。實際上,沉積岩和現在沉積的沙子、黏土唯一的不同就在於前者已經變得十分堅固了。而且,我們發現了處於不同固化階段的沙層,有些還是柔軟可移動的質地,有些已經是半壓實的物質,有些已經變成了堅硬的砂岩。
了解了岩石形成的原理,下一步就是結合測量的資料來推算地球的年齡。尼羅河地區沉積物的形成是非常有規律的,透過在尼羅河谷進行測量,人們推算出尼羅河每奔流100年能形成86.4公分厚的泥土層。
從沉積過程開始到今日,已經以這種方式形成了約107公里厚的沉積岩。既然每年能夠形成約8公釐厚的岩層,那麼要形成121公里厚的岩層至少需要1,200萬年。
這個假設有個前提,即107公里厚的沉積岩的形成速度像鐘錶一樣精準,也就是說,自從有河流匯入海洋,每年就形成約8公釐厚的岩層,從不間斷。但是自然界中的變化過程可不會這麼簡單。近期的研究顯示,這種地層學的計時方法中至少有兩個不可靠的因素。首先,在紀錄中有很多已知的空白,這些空白對應或長或短的時段,而這些時段的長短,我們無從知曉。其次,氣候、地面的抬升都在變化,在不同的時期,沉積的速度也大不相同,現在可比早期快多了。但不管怎樣,地球的年齡都不會小於1,200萬年這個數字了。
在多種自然力量的綜合作用下,形成沉積層的物質會從高山和升起的高原脫落。另一個估算地球年齡的方法就是計算脫落的速度。由地球內部壓力形成的高原和山脈比海平面高出很多,而這些高原和山脈在風、水、冰的作用下又會逐漸降低到海平面的高度,這樣就完成了它們的「生命循環」。
高原抬升後不久就被數不清的水流切開,逐漸形成了山。阿帕拉契高原邊緣處的坎伯蘭山就屬於這種現象。因為高山受到不同力量的持續侵蝕,它們最終會變得跟海平面一樣高,從而不再受風暴的影響。加拿大地盾 就處於變化過程的這個階段──處於「老年」的山,實際上,它們已經不再是山了。
地球的年齡有多大?人類世世代代都在追尋這個問題的答案。
直到最近,我們才試圖透過研究地球得到答案。時至今日 ,地質學家們估算的數字相差很大,但他們一致認為地球已經存在了數百萬年,甚至是數億年了。
很早就有人提出了嚴謹的科學計算方式,試圖求出這個複雜問題的答案。達爾文(Charles Darwin)就是其中之一。他建議我們觀察河流和大海的運動;觀察河岸邊的土地被水流沖刷變薄,水流把沖刷下來的土壤帶到低地,且在河口將這些土壤鋪開;也要觀察海浪如何侵蝕懸崖,又把從懸崖上剝落下來的碎片帶到某處平靜的海岸,這些碎片最終便在那裡形成了岩石。
我們有理由相信,無論是在遙遠的過去,還是現在,岩石的形成方式都是完全一樣的。比如說,許多岩層的成分和沙灘的成分、河岸邊的黏土成分是相同的。我們還注意到這些岩層所在的地層正在被保存起來。實際上,沉積岩和現在沉積的沙子、黏土唯一的不同就在於前者已經變得十分堅固了。而且,我們發現了處於不同固化階段的沙層,有些還是柔軟可移動的質地,有些已經是半壓實的物質,有些已經變成了堅硬的砂岩。
了解了岩石形成的原理,下一步就是結合測量的資料來推算地球的年齡。尼羅河地區沉積物的形成是非常有規律的,透過在尼羅河谷進行測量,人們推算出尼羅河每奔流100年能形成86.4公分厚的泥土層。
從沉積過程開始到今日,已經以這種方式形成了約107公里厚的沉積岩。既然每年能夠形成約8公釐厚的岩層,那麼要形成121公里厚的岩層至少需要1,200萬年。
這個假設有個前提,即107公里厚的沉積岩的形成速度像鐘錶一樣精準,也就是說,自從有河流匯入海洋,每年就形成約8公釐厚的岩層,從不間斷。但是自然界中的變化過程可不會這麼簡單。近期的研究顯示,這種地層學的計時方法中至少有兩個不可靠的因素。首先,在紀錄中有很多已知的空白,這些空白對應或長或短的時段,而這些時段的長短,我們無從知曉。其次,氣候、地面的抬升都在變化,在不同的時期,沉積的速度也大不相同,現在可比早期快多了。但不管怎樣,地球的年齡都不會小於1,200萬年這個數字了。
在多種自然力量的綜合作用下,形成沉積層的物質會從高山和升起的高原脫落。另一個估算地球年齡的方法就是計算脫落的速度。由地球內部壓力形成的高原和山脈比海平面高出很多,而這些高原和山脈在風、水、冰的作用下又會逐漸降低到海平面的高度,這樣就完成了它們的「生命循環」。
高原抬升後不久就被數不清的水流切開,逐漸形成了山。阿帕拉契高原邊緣處的坎伯蘭山就屬於這種現象。因為高山受到不同力量的持續侵蝕,它們最終會變得跟海平面一樣高,從而不再受風暴的影響。加拿大地盾 就處於變化過程的這個階段──處於「老年」的山,實際上,它們已經不再是山了。