■陳華文
地球的誕生與演化一直都是地質(zhì)學(xué)家孜孜不倦探索的問(wèn)題。伴隨著科技的深入發(fā)展，對(duì)于地球科學(xué)的研究越來(lái)越深入。如何讓公眾更加清晰地認(rèn)識(shí)地球、理解地球，地學(xué)領(lǐng)域的很多專(zhuān)家學(xué)者付出了努力。今年出版的《地球的過(guò)去與未來(lái)》一書(shū)，兼顧專(zhuān)業(yè)性、普及性和可讀性，為地球的過(guò)去、現(xiàn)在、未來(lái)“畫(huà)像”，這為我們理解地球和地球科學(xué)的魅力提供了重要的文本參考。
本書(shū)4位主要編著者龔一鳴、殷鴻福、童金南、謝樹(shù)成均為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）教授，他們幾十年來(lái)在地球科學(xué)教育與研究領(lǐng)域耕耘，其成就可圈可點(diǎn)。在地學(xué)專(zhuān)業(yè)研究中，他們發(fā)表了大量學(xué)術(shù)論文、出版了不少專(zhuān)著。為了講好地球的故事，他們齊心協(xié)力，經(jīng)過(guò)數(shù)年努力，共同出版了這部地學(xué)科普著作。
全書(shū)分為四大部分共九個(gè)篇章，分別對(duì)礦物、巖石、化石、地質(zhì)年代、生命起源與生物大滅絕、氣候變化、水圈與海平面、板塊構(gòu)造與巖石圈演化、地球的未來(lái)等地學(xué)中的基本問(wèn)題和前沿問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)闡釋。不僅如此，作者還對(duì)如何學(xué)習(xí)和教授地球科學(xué)知識(shí)提出了見(jiàn)解。
本書(shū)最大特點(diǎn)是在專(zhuān)業(yè)內(nèi)容的表述上極為嚴(yán)謹(jǐn)，絕不為了單純的“好看”而嘩眾取寵。編著者對(duì)地球科學(xué)心存敬畏，對(duì)于普及性知識(shí)的介紹很較真兒，這其實(shí)就是他們治學(xué)的常態(tài)。
以化石的講述為例。在地球科學(xué)知識(shí)普及與傳播中，化石歷來(lái)頗受關(guān)注。書(shū)中《化石：遠(yuǎn)古地球的居民》一節(jié)對(duì)化石進(jìn)行了全方位介紹。簡(jiǎn)單地講，化石是石化的生物遺體和生命活動(dòng)的遺跡，化石分為實(shí)體化石和遺跡化石兩大類(lèi)。化石的形成具有嚴(yán)格的條件限制，古代生物被保存為化石的概率只有萬(wàn)分之一，這就決定了化石記錄必然具有不完備性，化石資源也是不可再生資源。
作者告訴我們，化石不是簡(jiǎn)單的石頭，它具有重要的科學(xué)價(jià)值。地質(zhì)學(xué)家通過(guò)化石，能破解生命是何時(shí)、何地、如何起源的，生物是怎樣演化的；能判斷出地球上的巖石之年齡，地球編年表的主要證據(jù)就來(lái)自化石。而化石本身能記錄該地區(qū)的滄海桑田，地質(zhì)學(xué)家若在地層中發(fā)現(xiàn)了某種原地埋藏的化石，特別是指相化石，就可判斷化石產(chǎn)出地的環(huán)境特征；化石還能呈現(xiàn)出煤、石油、天然氣等自然資源是如何形成和分布的。此外，化石具有審美價(jià)值，如中生代菊石化石、海百合化石等。
生命的起源與演化，歷來(lái)都是地球科學(xué)關(guān)注的重要科學(xué)問(wèn)題，同時(shí)也是哲學(xué)本體研究中的關(guān)鍵議題。地球生命是如何起源的，又是如何一步一步走到今天的，這個(gè)問(wèn)題若深究下去，其實(shí)并不簡(jiǎn)單。
一般認(rèn)為，地球誕生于46億年前，距今46億—35億年是生命的起源階段，35億年以來(lái)，生命的演化大體經(jīng)歷了原核生物演化階段（35億—20億年前）、真核生物演化階段（20億—6.3億年前）、多細(xì)胞動(dòng)物輻射演化階段（6.3億—5.1億年前）、動(dòng)植物軀體結(jié)構(gòu)的多樣化和復(fù)雜化階段（5.1億年以來(lái)）。目前，地球上的動(dòng)植物種類(lèi)約1000萬(wàn)種，經(jīng)登記在冊(cè)的約200萬(wàn)種。
本書(shū)第四章《生命與環(huán)境的協(xié)調(diào)演化》介紹，地球生命經(jīng)歷了從無(wú)到有、從小到大、從少到多、從原核到真核、從單細(xì)胞到多細(xì)胞、從水生到陸生、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)的演化過(guò)程，環(huán)境孕育了生物，生物改變了環(huán)境，生物與環(huán)境是協(xié)調(diào)演化關(guān)系。
其實(shí)認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，地質(zhì)學(xué)家經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的科學(xué)摸索。很長(zhǎng)一段時(shí)間里，人類(lèi)為了發(fā)展不惜破壞自然和環(huán)境，導(dǎo)致人與自然的關(guān)系緊張而對(duì)立?，F(xiàn)在人們意識(shí)到，人類(lèi)要想長(zhǎng)久在地球上繁衍和生存，必須學(xué)會(huì)與自然和諧共處。自然若被破壞了，人類(lèi)在地球上也不可能“一家獨(dú)大”。
本書(shū)對(duì)于地球上五次生物大滅絕事件進(jìn)行了描述和分析。對(duì)于其原因，地質(zhì)學(xué)家有多種解釋?zhuān)缧⌒行亲矒舻厍颉⒂钪嫔渚€(xiàn)、火山爆發(fā)、極端氣候變化、海洋環(huán)境惡化、生態(tài)系統(tǒng)崩塌等。
眾所周知，每一次生物大滅絕會(huì)使很多物種消失，又出現(xiàn)很多新的物種?？梢哉f(shuō)，地球上很多動(dòng)植物淹沒(méi)在時(shí)光的深處，現(xiàn)在能見(jiàn)到的動(dòng)植物，都是生命不斷演進(jìn)而來(lái)的。人類(lèi)在地球上可謂“姍姍來(lái)遲”，沒(méi)有趕上五次生物大滅絕，這是不是人類(lèi)的幸運(yùn)？
當(dāng)下，建設(shè)宜居地球是我們共同的愿景?！兜厍虻奈磥?lái)》一節(jié)，對(duì)于宜居地球進(jìn)行了分析。宜居地球是指適宜人類(lèi)或復(fù)雜生命生存的地球，地球的宜居性并非從太陽(yáng)系和地球誕生時(shí)就具備，是太陽(yáng)系和地球自身長(zhǎng)期演化的結(jié)果。
46億年的地球只是在距今約5.5億年，才具備復(fù)雜生命生存所需的條件。太陽(yáng)的核聚變產(chǎn)生的光和熱，能維持地球的宜居性時(shí)長(zhǎng)還有約17.5億年。當(dāng)然，這只是一種科學(xué)預(yù)測(cè)，遙遠(yuǎn)未來(lái)到底會(huì)發(fā)生什么，答案只能交給時(shí)間。
地球科學(xué)是不斷發(fā)展的科學(xué)，與社會(huì)建設(shè)及我們生活的聯(lián)系越來(lái)越緊密，這絕非地質(zhì)學(xué)家的專(zhuān)屬。地球和人類(lèi)從何處來(lái)、到何處去？這是地球科學(xué)需要不斷回答的，也是嚴(yán)肅的哲學(xué)之問(wèn)。擺在我們面前的是，要從思想到行動(dòng)，真正地?zé)釔?ài)地球、保護(hù)地球。
鏈接：科學(xué)網(wǎng)—為地球的前世今生“畫(huà)像” (sciencenet.cn)
（原載《中國(guó)科學(xué)報(bào)》2023年12月29日）
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