昔日的世界——地质学家眼中的美洲大陆精装自然文库

1999年普利策非虚构类图书奖作品；《江城》作者何伟非虚构写作课老师的“寻路美国”

 

加利福尼亚州为什么将来还会发生8级以上地震？内华达州为何富含金矿，西部的淘金热又如何蔓延？板块学说能解决所有地质问题吗？

◎一次跨越20年的旅行写作，用一本书展现北美大地构成的波澜壮阔，最终成就普利策奖。

◎跟随地质学家的视角，从岩石中解读出北美大陆在几亿年前甚至几十亿年前的昔日世界。

◎梳理地质科学的产生和发展，发掘地质学家的人生故事，揭秘地质工作和研究的开展。

约翰•麦克菲，出生在美国新泽西州普林斯顿，在普林斯顿大学和剑桥大学接受教育。他的写作生涯始于《时代》杂志，进而导致了他与《纽约客》的长期合作，其间他的作品《与大德鲁伊相遇》（1971年）、《结合能曲线》（1974年）被提名为美国国家图书奖。从1975年起，在普林斯顿大学教授非虚构类的纪实文学写作课程。自1977年，他获得美国艺术和文学学院的文学奖，畅销书《走进这个国家》出版后，不断有好作品问世。地质学四部曲《昔日的世界》于 1998 年出版了合集，并于1999 年获得普利策奖。
译者简介：
王清晨，中国科学院地质与地球物理研究所研究员，中国科学院大学岗位教授。现任《地质科学》编辑部副主编，《中国大百科全书》（第三版）地质学/地质资源与地质工程学科分支副主编。

《昔日的世界：地质学家眼中的美洲大陆》是一本普利策获奖图书。书中记录了一次跨越20年的旅行。作者约翰•麦克菲偕同不同的地质学家在美国北纬40度附近取一个横截面，来回穿行，描述这个截面里的一个个地质地貌，解读一个个地质故事，挖掘一篇篇历史。作者游览了一个个风貌各异的地理省区，描写所见景点的景色，写陪同他旅行的地质学家，穿插着写了这些地质学家的人生历史，地质学的历史，乃至地球的历史。通过这些历史的解读，他看到了高尔夫球场和冰川地貌的密切联系，理解了摩门教为什么最终选择在盐湖城栖身，明细了标新立异的美国风景画派为什么被称为哈得逊河画派，而且，他还在地质学家的指导下，从沿途所见的一块块岩石中，解读出北美洲大陆在几亿年前甚至几十亿年前的昔日世界。在这个过程中，他不仅让读者了解地质科学，也了解与他同行的地质学家是如何开展研究的，也让我认识到，人类对地球认知不是一蹴而就的，而是不断在发展变化之中。

第一篇：盆岭省
横贯大陆地形地貌的等时线：现代　10—15
横贯大陆地形地貌的等时线：三叠纪晚期　15—18
为什么一个专修英文的人要写这本关于地质学的书？　19—28
关于地质学年代　69—111
横贯大陆地形地貌的等时线：密西西比纪和宾夕法尼亚纪　102—106
关于板块构造　133—153
肯恩•德菲耶斯预测内华达州会裂开成海洋　160—170
第二篇：可疑地体
安妮塔•哈里斯的生平　173—221
纽约市的地质　187—200
特拉华水峡口是阿巴拉契亚山脉的一个碎块　172，222—259
阿巴拉契亚山脉和板块构造　260—308
大陆冰川理论　323—353
煤的形成　311—315
宾夕法尼亚的石油　316—320
横贯大陆地形地貌的等时线：寒武纪和奥陶纪　231—234
横贯大陆地形地貌的等时线：志留纪早期和晚期　244—247
对板块构造理论的警告　173—175，269—291，354—355
第三篇：从平原升起
罗林斯和时间跨度　380—383
拉勒米造山带　402—406
落基山脉的埋覆和剥露　406—412
洛夫牧场和洛夫家族的历史　360—361，370—379，387—399， 433—467
杰克逊洞和提顿山的地质历史　483—499
“野外地质学”对抗“黑匣子地质学”　502—511
关于地幔热点的地球物理学　516—534
横贯大陆地形地貌的等时线：始新世　544—545
怀俄明州环境蒙太奇　535—569 　
煤　536—542
油页岩　547—549 　
天然碱　550—553 　
逆冲带的石油和天然气　555—577 　
黄石公园的石油　577—561 　
沉积铀矿　562—566
第四篇：组装加利福尼亚
19 世纪的淘金热　606—631
蛇绿岩：经过运移的大洋地壳　637—687
斯马特维尔蛇绿岩块　642，648—659，674—675，676—677， 679—680
塞浦路斯　688—698
希腊　699—708
亚利桑那州的克劳恩金小镇　709—722
中央大峡谷　723—735
湾区　736—751
世界上的蛇绿岩和全球大地构造　752—774
旧金山地质　775—790
圣安德列斯断层系　791—821 　
海沃德断层　817—820
1992 年地震，兰德斯镇和约书亚树公园的新生断层　799—801
1989 年洛马普列塔地震　820—844
第五篇：穿越克拉通
中部大陆裂谷　848，853—855，863，884，888—889，894—896
最古老的岩石　855—856，858—859，880—881
世界最早的起点　855—857
太古宙克拉通　857—859
氧气和条带状铁矿沉积　861
现代板块构造的开始　860—861
加拿大地盾的聚合　859，863—866
内布拉斯加州和科罗拉多州的岛弧　866—876
放射性年代学，磁力异常和重力异常，钻井岩芯　877—887
堪萨斯州的安第斯型陆缘　882—883
北美洲的深部穿孔　886
横贯大陆地形地貌的等时线：元古宙中期　893—895
派克斯峰　896
主要图件目录　897
索引　899
地质年代表　986
译后记　991

为什么一个专修英文的人要写这本关于地质学的书？

 

我以前曾经坐在教室里听过地质课，一个个专业术语像纸飞机一样飘落在房间里。地质学是一门描述性科学，讲述坑坑洼洼的冲积平原和淹没的河流，讲述高悬的支流和贫瘠的海岸，除了这些描述性的内容，就没什么可讲了。地质学里有一堆需要解释的暗语和行话，如：均衡调整和退化的河道，角度不整合和分水岭的摆动，无根的山脉和苦涩的湖泊。河流溯源侵蚀，水流从两侧向山上源头扩展它们的河道，彼此贪婪地竞争着，直到它们之间的分水岭被切穿，两条河汇合在一起，变成了一条河。其中一条向另一条屈服，放弃了自己流向，而朝对方的方向流去，这叫“河流袭夺”。在内华达山脉，尤巴河已经袭夺了熊河。在新墨西哥州的一个岩层组，其中马乔段的大部分就是来自另一个岩层组的解体和坍塌。岩石中有疲劳的岩石、软弱的岩石和不等粒组构的岩石。如果你弯曲或折叠岩石，曲线的内凹部分处于压缩状态，曲线的外凸部分处于巨大的张力下，中间的某个地方是没有应变的面，既不受压缩力也不受张力，叫中和面。逆冲断层、逆断层、正断层，每一种断层两侧都是活动的。大卵石在一个斜坡上停住不动，这个斜坡的倾斜角度就叫休止角。这么看来，在地质学里，人文学科的内容的确还不止一点儿呢。地质学家用英语交流，他们能用一种刻骨铭心的方式命名事物。如在不整合侵入的岩基中有顶垂体，在沙漠的表层有马赛克砾岩。来自深海，带绿黑斑纹的超基性岩叫蛇纹岩。新月形沙丘有一个滑动面。1841年，一位古生物学家认为中生代的大型生物是“可怕的巨蜥”，因此就给它起了个名，叫“恐龙”。还有如花彩弧状交错层和石灰岩落水洞，枕状熔岩和石化木，切割的曲流河和废弃的河道；有岩墙群和擦痕，爆炸坑，火山弹；如脉动的冰川，猪背岭，放射虫软泥。一些术语足够让青少年兴奋！山脉的隆起被描述为造山运动；个体发育（ontogeny）、系统发育（phylogeny）和造山运动（orogeny），重音都在第二个音节；还有鹿角造山运动、阿瓦隆造山运动、塔康造山运动、阿卡迪造山运动、阿勒格尼造山运动、拉勒米造山运动。美国中部有一段沉闷的地质历史，没有什么东西沉积下来，也没有什么东西被剥蚀掉。它只是保守地坐在那里。东部曾经是动荡的，在古生代的三、四次造山运动中经历了不稳定、重组和颠覆性的变化。但在过去的1.5亿年里，东部一直是稳定和保守的，直至现在。最奇特的地质构造位于这个国家遥远的西部，那里的地质现象毫无规律，很怪异。它的熔结凝灰岩和弗兰西斯科混杂岩（内部变形，复杂得没法分析），它的走向滑动断层和垮塌的岩层，以及沸腾的泉水和新鲜的火山岩，还有对地球的拉张裂解，像一个镜像阴影中的黑衣人让人难以捉摸。

可以肯定的是，这一页的另一面充满了那种会吸引吉尔伯特和沙利文的地质词汇。停留在原地的岩石被叫作“原地体”，如果它移动过，它就是“外来体”。“正”可以描述以直角相交，如“正交”；“正”也可以描述一种上盘下滑的断层，如“正断层”。怀俄明州有一个“格林河盆地”，但不能把它和怀俄明州的另一个“格林河盆地”混淆起来。一个是地貌意义上的盆地，坐落在怀俄明州地表，另一个是地质构造意义上的盆地，埋在怀俄明州地下。以犹他州和内华达州为中心的“大盆地”和以犹他州和内华达州为中心的“盆岭省”不能混淆。“大盆地”是一个地形上的特征，它在世界上都是非同寻常的，辽阔土地上的水系没有通向大海的出口。“盆岭省”是一个地质构造单元，由一系列山脉围成，它的地理范围和“大盆地”大致吻合，但北部和南部略微超出。对于任何一个有清晰时空观念的人来说，宾夕法尼亚纪时的艾奥瓦州、密西西比纪时的密苏里州、内布拉斯加期时的内华达州、伊利诺伊期时的印第安纳州、堪萨期时的佛蒙特州、威斯康星期时的得克萨斯州等，全都明明白白，不会混淆。经过学习才知道，大气水原来是雨水，它沿着山坡往下流，可以是顺向的、随向的、逆向的、再顺向的，而不只是几条斜向的溪流。

随着时间的推移，这样的词汇越积攒越多。有的人变得足够胆大妄为，竟然把我们地球上的一块地域起名叫“表优地槽”。有些人把两条河之间叫作“河间区”，其实，有一个美好的词叫“美索不达米亚”，表达了同一个意思（即两河流域）。根据美国地质研究所的《地质学和相关科学术语》，岩枝（cactolith）是“一种近水平的畸形岩浆侵入体（chonolith），由交织状水平岩脉（ductolith）组成，其末端卷曲如岩镰（harpolith），薄如岩楔（sphenolith），或不协调地凸起如岩刃（akmolith），或岩漏斗（ethmolith）”。这么多的后缀“-lith”！同样是这群人，把一种岩石叫蛇纹岩（serpentine），而把另一种岩石叫钛铁辉霞岩（jacupirangite）。还有斜发沸石（clinoptilolite）、榴辉岩（eclogite）、混合岩（migmatite）、硼砂石（tincalconite）、硼镁石（szaibelyite）、绿纤石（pumpellyite）、三斜硼钙石（meyerhofferite）。这么多的“-ite”后缀！还是这群人，把一块石头叫作副钡长石（paracelsian），把另一块叫作钙锰矾（despujolsite）。还有变钴铀云母（metakirchheimerite）、金云母（phlogopite）、白榴霞霓斑岩（katzenbuckelite）、含钾绿闪石（mboziite）、黝方石（noselite）、氟镁钠石（neighborite）、硫锑锰银矿（samsonite）、易变辉石（pigeonite）、水铁镁石（muskoxite）、硅锡钡石（pabstite）、三斜闪石（aenigmatite）、铅铍闪石（joesmithite）。还有这么多“-ite”后缀！20世纪50年代末，地质实验室普遍使用了X射线衍射仪和X射线荧光光谱仪，1970年左右，又开始使用电子探针。这让地质学家更精确地知道了岩石的组分。借助这些仪器，地质学家认识到，长期以来通过手里的放大镜看岩石标本，或是在显微镜下观测岩石薄片，跟这些仪器分析的结果不总是一样的。例如，安山岩本来因为它是南美洲安第斯山脉的主要岩石才有了它的名字“安山”岩，但通过这些仪器的观测，安第斯山脉中安山岩的数量却少得惊人。内华达山脉是由于有相对年轻和绝对美丽的花岗岩而闻名于世的。然而，山脉里的花岗岩却极少见。约塞米蒂瀑布、半圆丘、船长岩，内华达山脉这些景点中所谓的“花岗岩”大部分都是花岗闪长岩。人们总是很难记住，一种岩浆在地表以下硬化后叫“花岗岩”，如果流出地表再硬化，就成了“流纹岩”；一种岩浆在地表以下硬化后叫“闪长岩”，如果流出地表才硬化，就成了“安山岩”；一种岩浆在地表以下硬化后叫“辉长岩”，如果流出地表硬化，就成了“玄武岩”。“岩石对”和其他“岩石对”间的差别是化学成分的差别，而“岩石对”内部的差别是结构和晶体形式的差别。花岗岩、闪长岩和辉长岩是一个化学成分连续变化的岩石序列，化学成分靠近辉长岩的一端岩石颜色较深，靠近花岗岩一端的岩石颜色较浅，而在辉长岩和玄武岩“岩石对”中，辉绿岩只是在结构上和辉长岩不同。所有这些，在衍射仪、光谱仪和电子探针出现之前，外行是很难记住的。只有这些仪器能分辨出岩石的细微差别。以前被叫作“花岗岩”的岩石是一大类岩石的聚合，包括花岗闪长岩、二长岩、正长岩、二长花岗岩、奥长花岗岩、阿拉斯加岩和一定量的真正花岗岩。经过仔细甄别，大量流纹岩现在则包括英安岩、流纹英安岩和石英粗面岩。安山岩含有足够的硅、钾、钠和铝，是花岗闪长岩的孪生兄弟。它们的差别是非常细微的，熟悉的术语仍然在使用。地质学家对这些在谈资中增加的新词汇所表现出的热情远不如他们对老词汇的喜爱。他们不会扔掉“花岗岩”。他们只是在教堂里做礼拜时说“花岗闪长岩”，而一走出教堂，平日里还是说“花岗岩”。