海洋中的雪花：地质学证据与观点反对

地球史诗，深沉而震颤。

——卢埃林·波伊斯

地球、大气或海洋中的每一部分都有专属的独特气场，作为一个跟他者区分开来的独特属性。而当我想起那深海洋底，满脑子里只有一件压倒性事实，那就是沉积物的积累。我总是能看到这些沉积物坚持不懈又平稳流长地从上层漂流而下，层层叠叠、重重叠叠——这一漂流过程已经延续了上亿年，并且只要世界上还存在着海洋与陆地，就会一直持续下去。

这些沉积物质可以说是地球上最惊人的“降雪”。这一沉积过程开始于地球上第一场降雨落在贫瘠岩石上的那一刻，侵蚀之力由此触发。当生物开始在地表水中生长发育，曾经是生命载体的石灰或二氧化硅废弃外壳开始向下漂流时，侵蚀进程就会加速。激烈的沉积过程就这样安静无声地开始着，缓慢而又无休无止地进行着，而从地球发展进程来看，地球负担得起这种缓慢，因为地球可以提供亘古无垠的时间。侵蚀的结果也许在一年之中，甚至在人的一生中，能看到的效果都微乎其微，但从地球和海洋的生命量尺来看，侵蚀后果可谓是天翻地覆乾坤扭转。

降雨贯穿了整个地质时期，逐步侵蚀着地球土壤。挟沙河流不断地持续冲刷着大地，节奏变幻莫测速度瞬息万变。除了每条通往大海的河流所负载的淤泥之外，沉积物里还有其他物质来源。地球高空大气中的火山灰尘可能绕地球跑了一大半后，最终停留在海洋中，并在随波逐流后渐渐吸饱水分淹没下沉。来自沿海沙漠的沙子在海风吹拂之下不断向着大海的方向远行，最终落到海中沉积。当冰雪融化时，冰山和浮冰所携带的砾石、鹅卵石、小石块和贝壳等都在海水中重获自由。海洋上方的地球大气层中的铁、镍和其他流星星体碎片也正是在这里融入了大降雪的雪花中。但分布最广泛的还是数十亿的微小贝壳和骨骼，曾经生活在上层海域的所有微小生物的石灰质或硅质残骸。

整个沉积过程可谓是地球演绎的一部史诗。如果人们足够聪明的话，也许可以从中读出所有历史过往。因为这里记载了所有，沉积物诚实地记载了其上层海域和周围环境土壤中发生的所有情况，通过构成材料的不同性质和连续层的不同排列向我们诉说着。地球的戏剧性和灾难性历史也在沉积物中留下了痕迹——火山的汹涌爆发，冰的挺进消融，沙漠的灼热干旱，洪水的肆虐毁灭。

然而，科学家们仅仅从当代这一辈人开始，才刚开始打开沉积物这本厚重史书。自1945年以后，科学家们才在收集破译样本方面取得了令人兴奋的进展。早期的海洋学家用挖掘机刮取海底沉积物的表层物质进行取样，但人们需要的是一种按照苹果取芯器原理操作的仪器，它可以垂直地长驱直入到达底部以取出“核芯”样本，这才能保证取样中的不同层顺序不会受到干扰。这种仪器是由C.S.皮戈特博士于1935年发明的，他利用这柄“长枪”在从纽芬兰到爱尔兰的大西洋深处进行了一系列取样采集。这些取样岩芯平均长约10英尺。大约10年后，瑞典海洋学家库伦堡研发制造了活塞式岩芯取样器，如今已取样得到70英尺长的未受干扰的岩芯。目前，人类虽不清楚海洋不同部分的沉积速度，但沉积速度很明显都非常慢；所以这样的样本毫无疑问可以代表地球数百万年间的地质历史。

哥伦比亚大学的W.莫里斯·尤因教授和伍兹霍尔海洋研究所已经使用另一种巧妙方法来研究沉积物。尤因教授发现，记录深海炸弹爆炸的回声波可以用来测量覆盖在海底岩石上的沉积物层的厚度；一个回声波来自于沉积层顶部（即肉眼可见的海底），而另一个回声波来自于“海底之下的海底”即真正的岩石层。在海上携带及使用爆炸物是非常危险的，所有船只几乎都不敢去尝试，但瑞典的信天翁号和亚特兰蒂斯号在探索大西洋海脊的过程中都使用了这种方法。尤因也在亚特兰蒂斯号上使用了地震折射技术，通过该技术，声波水平地穿过海底岩层，可以提供有关岩石性质的信息。

这些技术发明之前，人们只能去猜测海底沉积层的厚度。如果想象下那段温和而无休止的“雪降”时光，一粒粒细沙，一片片脆弱的外壳，这儿有鲨鱼的牙齿，那儿却是陨石的碎片，就这样坚持不懈地、无情地而又无休止地延续着，我们可能已经预料到沉积层将是多么的庞大。当然，这一过程类似于构建山脉岩石层的形成过程，因为岩石也曾经是浅海中的软沉积物，后来时不时地溢出，沉积在了大陆之上。沉积物最终将变得固结黏结，随着海洋再次退缩，陆地上就厚厚覆盖了一层沉积岩层——我们可以从中看到地球运动留下的巨大抬升、倾斜、压缩、破碎的痕迹。人们已经知道沉积岩中有厚达数千英尺的地方，然而，当瑞典深海探险队领队汉斯·佩特森宣布信天翁号在开阔大西洋盆地进行的测量显示沉积层厚达1.2万英尺时，大多数人还是非常震惊。

如果大西洋洋底的沉积物厚度超过2英里，那么就会产生一个有趣的问题：岩石层在沉积物极其沉重的压迫之下是否会下降相应距离？地质学家对此持有相互矛盾的观点。太平洋海底山的最新发现可能会提供新证据。如果这些海底山，就像是其发现者所声称的一样，是“淹没的古老岛屿”，那么它们可能已经通过海底下沉，到达海平面以下1英里左右的位置。赫斯认为这些岛屿在很久以前就形成了，那时珊瑚动物还没有进化；否则，珊瑚可能会落到海底山平坦的刨平面上，并在根基沉没时就发展起来了。无论如何，海底山如何在“波浪基面”之下被磨损我们很难知晓，除非地壳在其负荷下发生了下降。

另一件事的可能性似乎也很高，即沉积物在地点和时间上分布不均匀。与大西洋部分地区沉积物厚度高达1.2万英尺不同，瑞典海洋学家从未在太平洋或印度洋发现厚度超过1000英尺的沉积物。也许因为这些海域在古老的漫漫时光中曾有过极其剧烈的海底火山爆发，在沉积物上留下一层层厚厚的熔岩，从而拦截住了测量声波。

尤因报告了大西洋海脊沉积层厚度的有趣变化和从美国方向进入海脊的方法。随着海底轮廓渐不均匀并且开始向海脊山麓倾斜，沉积物开始变厚，仿佛堆积成了猛犸象式的庞然大物，向着深达1000至2000英尺的海脊斜坡漂移。更远的海脊上，有几个几英里宽的水平平地，那里的沉积物甚至更深，厚达3000英尺。但沿着海脊脊梁的陡峭山坡、山峰、尖峰上的裸露岩石，沉积物被一扫而空。^[1]

只要略加思考沉积物在厚度和分布区域的差异，我们就会不可避免地回想到那个“雪飘万古”阶段的比喻。我们可能会想起凄凉北极苔原上的深海暴风雪，一旦来临，持续时间格外漫长，空气里积雪弥漫；然后暴风雪逐渐减弱，降雪变小，回归平静。沉积物的那场“弥漫降雪”，也是这样轻重交替着进行的。“重雪”降临阶段对应的是陆地上的山地建设时期，当时土地抬高，雨水携带着土和岩石碎片冲下山坡奔腾入海；“轻雪”阶段标志着陆地平坦且侵蚀速度减慢，山地建设回归平静，就好似想象中的苔原上，风再次吹着雪填满了山脊间那些所有的深深山谷，不断向上堆积，直到土地的轮廓都消融不清，将山脊擦除了个干净。我们在海底漂流沉积物中也看到了“风”的作用，这可能是深海洋流在发挥作用，根据自身规律带动着沉积物的分布，但人类尚未参透其中的奥秘。(www.xing528.com)

然而，人们在多年前就已经了解沉积层的一般运作模式。陆地基部周围，即陆地边界的深海中存在着大量陆地泥。这些陆地泥有许多不同颜色——蓝色、绿色、红色、黑色和白色——显然其颜色会随着气候的变化而变化，主要受其起源地的土壤和岩石的影响。更远的海域中隐藏着海洋起源的重要蛛丝马迹——数以万亿计的微小海洋生物的遗骸。名为有孔虫的单细胞生物的残骸覆盖了大部分温带海域海床的面积，其中最丰富的当属球房虫属生物。球房虫属生物外壳既存在于非常古老的沉积物中，也存在于现代沉积物中，但是在不同时代里，发生了丰富多样的变化。我们根据这一点就可以大约推算出不同沉积物所出现的时代。球房虫属一直都是简单动物，生活在复杂雕刻的石灰碳酸盐壳中，整体生物如此之小，需要用显微镜才能看到细节。单细胞生物变形之后，球房虫属生物个体通常不会死亡，而是通过其物质分裂而一分为二。在每次分裂中，旧的外壳都被废弃，而形成了两个新的外壳。在温暖而富含石灰质的海洋中，这些微小生物的数量总是以惊人的速度增加着，因此，虽然每个生物都是如此微小，但还是有无数贝壳覆盖了数百万平方英里的海底，并深达数千英尺。

然而，在海洋深处，石灰质还没有到达底部之前，大部分石灰质就在深海巨大压力和高二氧化碳含量作用下溶解了，重新回到了海水的大型化学物质储层中。二氧化硅的溶解度反而更低，这也造就了海洋的一个奇怪悖论，即完整的有机残骸大部分属于单细胞生物，这最简单的生物似乎有着最精致的结构。放射虫们用自己的身体结构提醒着人们，每一片“雪花片”都拥有着绝不重复的图案和无限精巧的花式。因为放射虫的外壳是由二氧化硅，而不是石灰碳酸盐构成的，所以可以一成不变地潜入深海深处。因此，北太平洋热带水域的深海里有广泛的放射虫软泥带，现存放射虫恰巧就最常活动在其上层海域。

另外还有两种根据其组成成分的遗骸生物所命名的有机沉积物。硅藻是海洋的微观植物，在寒冷海域中繁殖最为丰富。南极海域海床上有一条宽阔的硅藻泥带，就在大块浮冰下落的冰川碎片区域之外。还有另一条硅藻泥带存在于北太平洋上，沿着阿拉斯加一路到了日本。这两片海域的深海中都不断有富含营养物质的海水涌出，从而一直保证了此海域中植物能够丰富生长。硅藻与放射虫一样，也包裹在硅质覆盖物中——形状各异的小小盒状外壳，但都是拜大自然精心蚀刻设计而成。

然后，大西洋开阔海域里那些相对较浅的地方，有一些由翼足类海蜗牛的精致遗骸所组成的软泥。这些有翅膀的软体动物，拥有美丽的透明贝壳，在各处海域内数量都极其丰富。翼足类软泥是百慕大海域附近的特有底部沉积物，在南大西洋也大片存在。

这些广阔无垠的海域留给人们神秘和怪诞的印象，特别是北太平洋海床上总是满满地铺盖着一层柔软的红色沉积物，而这些沉积物里除了鲨鱼牙齿和鲸鱼耳骨之外没有任何有机残骸。这些红黏土沉积存在于大海深处，其他沉积物的所有组成物质也许早就溶解殆尽，根本无法到达这个压力巨大且冰川般极寒的海域里。

人们才刚刚开始阅读沉积物这本“书”中所包含的故事。当人们能够收集和检验到更多“样品”时，就肯定会解锁出更多令人兴奋的“章节”。地质学家曾指出，地中海的一系列取样岩芯有可能破解海洋历史和地中海盆地周围土壤的诸多未解之谜。例如，这片海底沉积层中的某个地方必定存在着证据，能明确地揭示出撒哈拉沙漠沙层的形成时间，还能说明那时炎热而干燥的风到底如何携带着这些尘沙掠过变化莫测的海面而不断向海而行。最近，阿尔及利亚西部地中海地区探测所得岩芯所携带的数据已经揭秘了数千年来的火山活动，其中包括人们曾一无所知的史前火山喷发。

十多年前，地质学家彻底研究过皮戈特先生用凯尔文勋爵号电缆船所采取的大西洋岩芯。根据他们的研究分析，人们可以回顾过去1万年左右的时间，感知这期间地球气候变化的脉动，因为岩芯是由冰冷水域中的海底软泥球房虫动物群（即冰川阶段沉积物）与温暖水域的球房虫软泥交替组成。我们可以从这些岩芯所提供的线索中推测出，甚至能想象模拟出地球的间冰期阶段，那时地球上有温和的气候，温暖的海洋中生活着喜爱温暖的生物们。而在时期交替间隙，海水变得寒冷。云层聚集，雪花零落，北美大陆上巨大的冰盖渐次增长，冰山不断向外延伸。冰川沿着宽阔的前线到达大海，在那里，上千冰山破水而出。由于当时地球上大部分区域处于极寒之中，这些移动缓慢而又雄伟叹止的冰山“游行队伍”到达大海，甚至渗透到极南的地区，仅次于如今的流浪冰山。当冰山最终融化时，其中的泥土、尘砾、岩石碎片都被流水抛弃了，要知道这些物质都是冰山在陆地上磨削前行的时候冻结在冰山下层表面上的。因此，一层冰川沉积物覆盖在海底原本的球房虫软泥上，成为冰河时代的忠实记录者。

后来海水再次变暖，冰川融化不断退缩，喜爱温暖海域的球房虫群又再一次在海上生活，死亡后又漂流下来形成了另一层球房虫海底软泥，覆盖在来自冰川的黏土砾石层之上。沉积物中又再一次有了温暖又温和的记录。根据皮戈特岩芯中的隐藏信息，我们可以重建冰川前进的4个不同时期，分别间隔着温暖气候时期。

有趣的是，即使现在，在我们自己能见证的一生中，海底正有着一场新的“暴风雪”的碎片在一个接一个地落下。数十亿的球房虫群正在逐渐漂降，正在“写下”明确记录着我们现在世界的证据，说明如今这个世界是一个温和而宜人的气候世界。可是，从现在起1万年后，又会有何人去阅读这份记录呢？

【注释】

[1]海洋学家在海底更大的区域内测量了沉积物后，竟然得到更惊为天人的发现——总的来说，沉积物地幔比根据相关事实所预测的要薄得多。沉积物（未固结沉积物加沉积岩）在太平洋广袤海域上的平均厚度仅约为1/4英里。大西洋的大部分海域中，沉积物层稍微厚一点（仅为平均数字，当然存在一些更深的沉积物）。某些海域中几乎没有沉积物。几年前，几位海洋学家获得了位于大西洋深处太平洋东南部复活节岛脊上的锰结核的照片，可以追溯到约7000万年前，即第三纪的鲨鱼牙齿形成了这些结核的核。当然，核周围连续沉积层增长得非常缓慢。汉斯·佩特森曾估计，每千年约增长1毫米。然而在此期间，这些结核已经铺设在海底，沉积物深度足以覆盖。
科学家们通过观察沉积物的部分组分的放射性衰变速率，对冰后期时期沉积速率有了一些想法。如果这种沉积速率在假定的海洋生命期间占优势，那么沉积物的平均厚度将远远大于现在看来的平均厚度。大部分沉积物溶解了吗？现在的大部分土地被淹没的时间比我们现在假设的要长得多，因此沉积物长期受到轻微侵蚀？有些科学家已经对沉积物之谜提出了这些及其他解释，但似乎没有一个能完全令人满意。在海底钻孔到莫霍不连续面（见前言的莫霍计划）的戏剧性项目可能将提供现在所缺乏的解释。