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第6章 天文地理之谜(5)

在这以后的500万年没有资料可考,情况不明。不过,在这段时期里,非洲的森林逐渐缩减,拉玛猿的后代有些离开森林,住在草原和空旷地方。由于他们在平地上需要看得见较远地方,所以可能不再用四条腿而改用两条腿站立,这就腾出了两只手来做别的事。他们个子小,没有利爪锐齿,碰到食肉猛兽来袭,没有树木可供逃避,于是学会用棍棒石头自卫和捕杀小猎物。他们的脑部渐大,智力也渐增。

据这个理论说,大约五六百万年前,猿人分成了几支,其中一支进化为人属动物(真人),其余的进化为南方古猿(近似人)。真人和近似人同时在同一地区生存,至少有100万年。不过,由于现在还不知道原因,南方古猿终于无法生存下来。最后一种南方古猿,大约在100万年前慢慢绝了种。

这期间,那支人属动物进化得很快。200万年前“一四七茵”型猿人的头形仍然非常原始,但脑壳的容积已达800立方厘米,体型已差不多是近代人的体型了。

高额骨、大脑袋(约1000立方厘米)、比别的猿人高半英尺的直立猿人后裔,在150多万年前出现,到达爪哇时,至少也在100万年之前,过了二三十万年才到达华北,大约在公元前30万年到达欧洲和英格兰。在北京猿人遗骸附近曾发现熏黑的炉灶和烧焦的骨骼,证明他们在那里生活的那段漫长岁月中已学会用火。

尼安德特尔人就是在25万到10万年前从这个人种进化而来的。他们的脑壳已经跟我们的一般大,有的还要大些。他们制造了各种各样精巧的石器用具,有些还有又直又锋利的刃。他们恭敬地埋葬死者,表示已经有了来世的信念。

由于永生不朽这类抽象观念是难以用咕噜声和手势传达的,所以可以推想他们大概能够说话。

这场人类进化剧中最后的一个角色,是我们本身所属的一种,叫做“现代智慧人”。我们最早的祖先,似乎在公元前4万年突然在地球上出现。许多人类学家认为,现代智慧人是从尼安德特尔人进化而来的。他们拿在以色列卡梅山上发现的7万到5万年以前的头盖骨做证据。就那些头盖骨的形状看来,那种人好像是介乎尼安德特尔人和现代人之间的混合种。另一些专家认为,真人是单独的另外一种,有自己的进化路线,是从直立猿人直接进化而来的。

今天我们所有关于人类进化的知识和学说就是这么多。人类在400万年前由人猿进化而来,同时还有几种类似的动物互相竞争生存,但人类战胜它们和其他生物而征服世界,因为人类的脑较大,手较灵敏,用两条腿走路。不过,这些假说可能明天就须修正,或全部被推翻,因为我们说不定在一层沉积物中、在非洲或亚洲什么地方的黑黝黝洞窟中,甚至在从来没想到过会藏有人类根源秘密的地方,又会掘出别的骸骨化石。

地球上的水从哪来

浩瀚无垠的海洋似乎是永远也不会干涸的。但是,海水为什么不会干涸呢?

大海里的水为什么总是那么多呢?

据估计,全世界海洋的总水量有13.7亿立方千米。如果把所有的水集中起来做成一个“水球”,这个水球的直径可达1400千米。

茫茫的大海中这么多的水是从哪里来的呢?

一般的说法是,大海中的水归根结底是从它“自身”来的。每年,从海洋的表面有1亿多吨的水蒸气到天空中去,这些水蒸气的绝大部分在大海上空变成云再化为雨,最后又降回大海中,而水蒸气中的一小部分变成雨雪后降落到陆地上,流进江河湖泊,再顺着江河又流回海洋。大海中的水就是这样不断地循环往复,当然就不会有干涸的一天。

那么,大海中的水是从哪里来的呢?

许多学者认为,这些水是地球本身固有的,即海洋中的水是与生俱来的。

早在地球形成之初,水就以蒸气的形式存在于炽热的地心中,或者以结构水、结晶水等形式存于地下岩石中。

那时,地表的温度较高,大气层中以气体形式存在的水分也较多。后来,随着地表温度逐渐下降,地球上到处是狂风暴雨、电闪雷鸣,呼啸的浊流通过千川万壑汇集到原始的洼地中,形成了最早的江河湖海。地球在最初的5亿年,火山众多且活动频繁,大量的水蒸气及二氧化碳通过火山口喷发出来,冷却之后便渐渐形成河流、湖泊和海洋,即所谓的“初生水”。

可是,随着火山研究的深入,科学家们发现:火山活动所释放的水并非所谓的“初生水”,而是新近溶入地下的雨水,这无疑是对“地球之水与生俱来”

理论的挑战。

为了寻求地球水的渊源,人们把目光投向了宇宙。

1961年,科学家托维利提出的假说令人耳目一新:地球上的水是太阳风的杰作。太阳风即太阳刮起的风,但它不是流动的空气,而是一种微粒流或带电质子流。

根据托维利的计算,从地球形成至今,地球已从太阳风中吸收了多达17亿亿吨的氢,若把这些氢和地球上的氧结合,就可产生153亿亿吨水。这个数字与现今地球上水的总量145亿亿吨十分接近。但是,有人却提出质疑:若光靠太阳供给而自身没有来源的话,地球不可能维持现有的水量。

那么,地球之水究竟来自何方呢?美国荷衣华大学的天体物理学家路易斯·弗兰克和由他率领的研究小组独辟蹊径,提出一个惊人的新理论:地球上的水既不是来自地心,也不是来自太阳风,而是来自于外太空的冰彗星雨。

该研究小组提出:不仅是地球上的海洋,而且太阳系其他行星和卫星上的水,都有可能来自迄今为止还未观测到的由冰组成的小彗星。1981年,美国发射了一颗观测地球大气物理现象的“动力学探索者1号”卫星。在分析卫星发回地面的数千张观测资料时,细心的弗兰克发现:在橘黄色的卫星图片背景上总有一些黑色的小斑点,或者说是“洞穴”,弗兰克称之为“大气空洞”。这些“洞穴”的直径一般有十多千米,个别的甚至达四五十千米。它们存在的时间很短暂。每个小黑斑都是突然出现,2~3分钟后又消失得无影无踪。

从1981年到1985年,在大约2000小时的观测期里,弗兰克共观测到30000个类似的黑色斑点。这些小黑斑是什么东西?

在对大气中所有数量充足的分子作具体的分析研究后,科学家们发现:只有水分子才能吸收频带足够宽的波长而呈现黑色。这使他们确信,卫星照片上的黑斑是由于高层大气中存在着由大量分子聚集而形成的气体水云所造成的。

弗兰克将他们的观测结果同彗星联系起来进行研究后认为,小黑斑现象最有理由的解释是许多小彗星不断地把水从高层注入大气。由大量的冰块及少量尘埃微粒混合而成的彗星,在刚接近地球时,是一个直径约为20千米的冰球,然后在地球引力作用下破裂、融化,并被太阳光汽化形成较大的水汽球或是绒毛状的雪,后来化作雨降至地面。还有一部分则进入大气,形成彗星云团。卫星照片上的小黑斑就是这些彗星云团。

不久,在600多千米上空,弗兰克又发现了带状发光物,即含水破碎物留下的“尾流”。而这一高度又恰好是此类彗星可能徘徊的地带。这似乎又为弗兰克的观点提供了证据。

这一理论为一些未解之谜提供了解释。例如,偶尔有大量的小彗星倾泻而下,造成地球气候剧变,从而使恐龙及其他一些物种灭绝。小彗星理论还能解释火星上似乎是水作用形成的河道等等迄今无法解释的问题。又如,在1990年的一天,一块冰体从天而降,落在中国江苏省无锡梅村乡。根据弗兰克的小彗星理论,我国专家经潜心研究后认为,此冰块就是来自彗星。

“君不见黄河之水天上来,奔流到海不复回。”这是1200多年前,唐代大诗人李白充满幻想色彩的吟诵之作。倘若弗兰克的新理论是正确的,那么诗人所言或许就是事实。并且,从天上来的,又岂止黄河之水呢?

针对弗兰克的小彗星理论,美国科学界引发了一场异常激烈的争论。科学家们虽然没有对卫星图像上的那些黑点或带状物表示异议,却不同意弗兰克作出的这些水将全部降落到地球上的解释。

然而不久后,美国弗吉尼亚技术大学和约翰逊航天中心的科学家们联手打开了一块陨石,结果竟在里面发现了少量的盐水水泡!毋庸置疑,这一发现是对弗兰克彗星理论强有力的支持。

据负责这项研究的科学家米切尔·佐伦斯基介绍,这块陨石是1998年坠落在美国得克萨斯莫纳汉斯的两块陨石中的一块,并在发现后48小时之内被送到约翰逊航天中心,在一个空气已被过滤的净化室里被打开后,科学家们惊奇地发现陨石里布满奇怪的紫色晶体,化验的结果让人震惊:竟然是盐!进一步分析后,结果令科学家们目瞪口呆:这些神秘的盐晶体里竟然有水!

科学家们因而认定:这些水绝不可能来源于地球,其唯一的来源就是产生陨石的天体或者包含盐分冰体的彗星。

地球之水是从天上来吗?对于小彗星是否为地球带来过大量降水这一论断,科学家们正在不断地观察,不断地试验。

然而我们不应该忘记,地球虽然多水,却是一个缺水的星球。我们固然知道,地球上有大约14.5亿立方千米的水,每一平方千米为10亿立方米,这是一个大得惊人的数量。我们也固然知道,如果把这些水全部均匀地铺在地球表面上,地球的平均水深可达到2800米,地球真可称作是“水球”。但是我们仍然说地球是个缺水的星球,这是为什么呢?

因为地球上绝大部分的水是不适合人类使用的,海洋虽然是个巨大的天然水库,约占地球总水量的94%,但因海水含盐太高(每公升含盐量35克),故不能为人类直接利用。

在人类居住的陆地上约有2800多万立方千米的淡水,约占地球总水量的2%。在这些陆地水中,有冰川2400万立方千米,又占地球淡水总量的85%。

由于冰川在自然界的特殊地位,开发起来十分艰巨。陆上比较容易开发利用的淡水资源是地下水、淡水湖泊、土壤水和河流,共有400多万立方千米,只占地球总水量的千分之三。而且由于这些水在地区上的分布很不均匀,所以很多国家的水资源十分贫乏。越来越多的人类和越来越严重的生态环境的破坏,使地球面临缺水的挑战。

地球上那些神秘事件

生物突然大灭绝

2.5亿年前,地球上绝大多数物种在一段相对较短的时间内灭绝,成为我们这个星球史上独一无二的一个物种灭绝时期。长久以来,科学家一直在寻找背后的原因。最近,《科学》杂志揭示出这次大灭绝不是逐渐消灭,而是一次突然爆发的灾难性事件。

据介绍,由于地层化石记录的缺乏,2.5亿年前生物大灭绝的原因曾被认为是长期海平面下降引起持续性环境恶化,导致生物加速消亡。20世纪70~80年代,中国华南地区连续发现记录这一特大生物灭绝过程的地层,一些中外专家根据对这些地层化石的观察分析,提出了2~3次分期灭绝的观点。近几年,金玉升等科研人员应用现代科技手段,对古生代与中生代分界的国际标准地层——浙江省长兴县煤山剖面丰富的古生物资料进行严密的科学研究分析,首次提出2.5亿年前的生物大灭绝是一次爆发性的灾难事件。

那次物种大灭绝发生在2.5亿年前,也就是所谓的“二叠纪至三叠纪大灭绝”,因为它发生在地理上二叠纪时期的末代和三叠纪时期的开始。当时,地球上90%以上的海洋动植物以及70%的陆地物种惨遭灭绝。大灭绝标志了地球上第一次生命蓬勃发展时代的结束,同时,它又宣告了爬行动物兴盛时代的开始。

但大灭绝背后的“凶手”到底是谁?

像警察调查一样,科学家们希望通过重建大灭绝时的详细场景,包括它发生的时间和形式,来全力以赴找到灭绝的原因。近期,《科学》杂志公布了研究结果,这次大灭绝可能是在50万年或是更短的时间内发生的。

《科学》杂志的研究员还公布了其他惊人的线索,包括从灭绝时期岩石层里发现的一些细小的金属球,这些线索有助于搞清真相,大大缩小了科学家们查找原因的范围。

科学研究者们,包括来自南京的中国科学家和美国华盛顿的科学家,在中国浙江长兴县煤山对“二叠纪《叠纪大灭绝》”进行了研究。之所以在煤山进行研究,是因为那里有一系列的岩石层横跨这两个地理时期。

科学家们的分析指出,他们研究的大多数物种大约在2.51亿年前从化石记录中消失,是在二叠纪至三叠纪交界时的岩层中。这些岩层表明,二叠纪至三叠纪交界时期之前,33%的物种灭绝,而在交界时,物种灭绝率高达94%。这种令人惊异的灭绝率的上升是突然出现的,是在仅仅50万年内发生的。

科学家们认为,大灭绝是单独的、突然出现的,而不是几个一连串更小形式的灭绝。大多数物种在大约2.51亿年前灭绝,随后,少量的幸存生物在后来的100万年中也消失了。

科学家推断,这次生物大灭绝,很可能是受超大规模火山喷发、地外物体撞击等突发性因素的驱动。这与6500万年前恐龙灭绝事件有很多相似之处。

当大多数研究者们还在调查大灭绝的神秘原因时,一些科学家的兴趣已经转移到这之后发生的事情上去了,就是后来的生物大复兴。

他们想用大灭绝找到的信息来搞清楚这场大灾难之后,生命是如何重新兴盛起来的,从而探索出那些幸存下来的动植物的本质和生命反弹的时间和形式。

他们认为,了解大灭绝之后再复兴的原因,对于了解生命的历史来说可能比了解灾难本身更重要。

他们说:“生命从最初形态发展进化到今天,物种大灭绝是一种最基本的变化。今天的生物,都是在那些2.5亿年前灭绝的那些生物之上发展起来的。”

地球突然变冷

根据一种生活在海洋中的硅质浮游生物——放射虫留下的“蛛丝马迹”,我国科学家研究证实,90万年前地球气候确实存在突然变冷的“中更新世革命”。

20世纪90年代初,德国科学家根据赤道太平洋海底沉积物中有孔虫氧同位素的记录,认为地球气候在90万年前突然变冷,并将这一事件称为“中更新世革命”。由于这一观点与传统的地球气候理论测算值并不吻合,因此在国际上一直存有争议。

我国科学家用了5年时间,对中国南海南部海底沉积物中放射虫的记录进行了深入分析研究,结果发现,90万年前后放射虫的种类、数量均有很大不同。90万年以来,海洋中的放射虫数量大增,放射虫的种类也从热带组合占优势转变成亚热带组合占优势。

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