地质是什么？

rising2006

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

Ancient

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

加拿大魁北克省

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

Breathtaking

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

Mysterious

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

Interrelated

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

—END—

本文来源：志地东升微信公众号（推荐关注）

撰稿/排版：侏罗纪瓦力

图片：网络

注：

1.地质是地球故事的重要部分，本文为2019年第50个世界地球日特别策划

2.部分内容源自作者《湘西世界地质公园科普志愿者训练营》、《江西万年神农源地质公园科普专题培训》课程

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