■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題。伴隨著科技的深入發(fā)展，對于地球科學(xué)的研究越來越深入。如何讓公眾更加清晰地認(rèn)識地球、理解地球，地學(xué)領(lǐng)域的很多專家學(xué)者付出了努力。今年出版的《地球的過去與未來》一書，兼顧專業(yè)性、普及性和可讀性，為地球的過去、現(xiàn)在、未來“畫像”，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4位主要編著者龔一鳴、殷鴻福、童金南、謝樹成均為中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）教授，他們幾十年來在地球科學(xué)教育與研究領(lǐng)域耕耘，其成就可圈可點。在地學(xué)專業(yè)研究中，他們發(fā)表了大量學(xué)術(shù)論文、出版了不少專著。為了講好地球的故事，他們齊心協(xié)力，經(jīng)過數(shù)年努力，共同出版了這部地學(xué)科普著作。
全書分為四大部分共九個篇章，分別對礦物、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、地球的未來等地學(xué)中的基本問題和前沿問題進(jìn)行了系統(tǒng)闡釋。不僅如此，作者還對如何學(xué)習(xí)和教授地球科學(xué)知識提出了見解。
本書最大特點是在專業(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。編著者對地球科學(xué)心存敬畏，對于普及性知識的介紹很較真兒，這其實就是他們治學(xué)的常態(tài)。
以化石的講述為例。在地球科學(xué)知識普及與傳播中，化石歷來頗受關(guān)注。書中《化石：遠(yuǎn)古地球的居民》一節(jié)對化石進(jìn)行了全方位介紹。簡單地講，化石是石化的生物遺體和生命活動的遺跡，化石分為實體化石和遺跡化石兩大類。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，化石不是簡單的石頭，它具有重要的科學(xué)價值。地質(zhì)學(xué)家通過化石，能破解生命是何時、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，歷來都是地球科學(xué)關(guān)注的重要科學(xué)問題，同時也是哲學(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，這個問題若深究下去，其實并不簡單。
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，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)胞動物輻射演化階段（6.3億—5.1億年前）、動植物軀體結(jié)構(gòu)的多樣化和復(fù)雜化階段（5.1億年以來）。目前，地球上的動植物種類約1000萬種，經(jīng)登記在冊的約200萬種。
本書第四章《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、從簡單到復(fù)雜、從低級到高級的演化過程，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。
其實認(rèn)識到這一點，地質(zhì)學(xué)家經(jīng)過了漫長的科學(xué)摸索。很長一段時間里，人類為了發(fā)展不惜破壞自然和環(huán)境，導(dǎo)致人與自然的關(guān)系緊張而對立。現(xiàn)在人們意識到，人類要想長久在地球上繁衍和生存，必須學(xué)會與自然和諧共處。自然若被破壞了，人類在地球上也不可能“一家獨大”。
本書對于地球上五次生物大滅絕事件進(jìn)行了描述和分析。對于其原因，地質(zhì)學(xué)家有多種解釋，如小行星撞擊地球、宇宙射線、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使很多物種消失，又出現(xiàn)很多新的物種。可以說，地球上很多動植物淹沒在時光的深處，現(xiàn)在能見到的動植物，都是生命不斷演進(jìn)而來的。人類在地球上可謂“姍姍來遲”，沒有趕上五次生物大滅絕，這是不是人類的幸運？
當(dāng)下，建設(shè)宜居地球是我們共同的愿景。《地球的未來》一節(jié)，對于宜居地球進(jìn)行了分析。宜居地球是指適宜人類或復(fù)雜生命生存的地球，地球的宜居性并非從太陽系和地球誕生時就具備，是太陽系和地球自身長期演化的結(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。太陽的核聚變產(chǎn)生的光和熱，能維持地球的宜居性時長還有約17.5億年。當(dāng)然，這只是一種科學(xué)預(yù)測，遙遠(yuǎn)未來到底會發(fā)生什么，答案只能交給時間。
地球科學(xué)是不斷發(fā)展的科學(xué)，與社會建設(shè)及我們生活的聯(lián)系越來越緊密，這絕非地質(zhì)學(xué)家的專屬。地球和人類從何處來、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。擺在我們面前的是，要從思想到行動，真正地?zé)釔鄣厍颉⒈Ｗo(hù)地球。
鏈接：科學(xué)網(wǎng)—為地球的前世今生“畫像” (sciencenet.cn)
（原載《中國科學(xué)報》2023年12月29日）
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