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岩石圈还是“货币虫圈”?

埃及金字塔永远是世界上最吸引游客的奇迹,神奇的是4000多年前的建筑技术。最大的胡夫金字塔(图1.5A),相当于40层的高楼,用230万块、每块2.5吨的巨石堆成,居然牢固地屹立了四五千年。你一定要问,那是些什么样的石头啊?那都是石灰岩。如果你注意金字塔下地面的碎屑,就会找到一些石头风化剥蚀掉下来的小圆片(图1.5C),像硬币大小,那些石灰岩就是它们组成的。但那是什么?

现在知道了,那是一种化石,叫作货币虫,拉丁文学名 Nummulites 。Nummus是货币,lithos是石头,名词本身并没有“化石”或者“虫”的意思。据说这是公元前5世纪古希腊的希罗多德(Herodotos)来非洲看到这些小圆片时取的名字,这是位历史学家,不关心化石。确实,这些小圆片大小很像硬币,但是模样更像小扁豆(一种地中海地区至今常用的食品)。后来到了公元前25年,古罗马的历史学家斯特拉波(Strabo)来到金字塔,看到地上这些小圆片,认为就是石化了的小扁豆,说这就是当年建造金字塔的工人吃剩掉在地上的食物。

图1.5 金字塔石灰岩的货币虫。A.胡夫金字塔及其巨大的石灰岩块;B.金字塔石灰岩面上的货币虫(浅色);C.两种大小不同的货币虫;D.货币虫的切面,显示出其内部螺旋排列的众多房室

19世纪古生物学的发展,查明了货币虫的化石身份,因为这小圆片外面光滑,里面可有复杂的生物结构(图 1.5D)。它既不是钱币也不是扁豆,而是属于一类单细胞动物,叫有孔虫。有孔虫是海洋里一种最重要的单细胞动物,有的浮游在海洋上层,有的生活在海底,货币虫就是生活在海底的种类,而且是有孔虫里最大的一类,直径最大可以到十几厘米,像个烧饼。货币虫的生态有点像珊瑚,生活在热带浅海,身体里还有藻类共生,所以很容易分泌碳酸钙形成骨骼。

货币虫现在已经灭绝,但是它们的亲戚仍生活在现在的热带海区,往往和珊瑚礁一起,被称为“大有孔虫”。如果去日本冲绳旅游,最便宜的纪念品是装在小瓶里的“星砂”,也是一种大有孔虫。四五千万年前,地球上气候炎热,正是货币虫的黄金时代,它们在古地中海一带格外繁盛,所以在北非堆积了大量的石灰岩。建造金字塔就地取材,就选用了货币虫灰岩。当时的大洋里货币虫“走红”,不光在古地中海,2017年南海大洋钻探,在海面下面 3000米的地层里也找到过货币虫,可见当时货币虫的分布范围扩展到了太平洋。

金字塔的石材从扁豆变成有孔虫,这就是科学。历史学家只看外形,像是扁豆;科学家还要看内部,发现切面里有那么多的房室(图 1.5D),是大有孔虫。古生物学家的长处,就是能深入研究化石的结构。不过有时候化石保存不好,好像是又好像不是;再说科学家也会走火入魔,在哪里都会“看到”化石的结构。

一个突出的例子是20世纪初的一位英国古生物学家,叫柯克帕特里克(Randolf Kirkpat rick,1863—1950),他是英国自然历史博物馆的馆长助理,主要研究海绵化石,但是对货币虫情有独钟。他在 1912 年写了本书,说所有的岩石都是由货币虫构成的。这本书叫《货币虫圈》,副标题是“论证所谓火成岩和大洋红黏土都是生物成因”(图 1.6)。这位古生物学家是生物学出身,对于岩石学造诣不深,但是他在各种岩石上到处都“看到”了货币虫的结构,于是把整个岩石圈都说成了“货币虫圈”。当然,这样的书当时就不会被学术界接受,也没有人认真讨论;倒是现在反而有人印刷出版,可以在网上购买阅读,成了独特的反面教材。

图1.6 英国柯克帕特里克1912年的专著《货币虫圈》

现在听起来简直不可思议:怎么会把火成岩说成有孔虫呢?其实这并非孤例。你如果倒退到19世纪,显微镜开始应用但是质量还不高的时候,有的科学家真的会把想象当作现实。其中一个故事发生在 1864 年,两位加拿大地质学家宣布发现了世上最早的动物化石“ Eozoön canadense ”(加拿大始祖动物),指的是在渥太华附近元古代结晶灰岩里,看见了微细的管状生物结构,说这是巨大的有孔虫(图1.7)。这桩“发现”当时也曾得到了莱伊尔(Charles Lyell,1797—1875)等地质学权威的高度赞扬,连达尔文在《物种起源》第四版里也曾加以引用。

图1.7 据说是最早的大有孔虫“ Eozo ö n canadense ”。左:1864年发表的原画;右:博物馆实物标本(标尺为1厘米)

但是奇怪的是这种“巨大的有孔虫”只有变质的结晶岩里才有,从来不见于沉积岩。这种“化石”最显眼的是有细致的纹理,可实际上这是钙质和硅质矿物的层状结构。矿物学家经过显微镜下的仔细观测,认为这是矿物结晶形成的假象,与生物无关。究竟是不是化石?这场 19 世纪的争论延续了几十年,直到1894年在意大利火山口的结晶灰岩里,也看到了这种“生物结构”,才明白真的是结晶矿物造成的假象,这番学术闹剧终于收场。但是想不到一二十年之后,又出现了柯克帕特里克的“货币虫圈”,再次重复同样的错误,只是比他的前人走得更远。

从热爱化石到走火入魔,患上到处都看见化石的“毛病”,在业余爱好者当中更容易产生。20世纪日本有位内科医生冈村长之助,他在退休之后到处采集化石,然后到日本古生物学会去做报告,说自己发现了只有 1 厘米长的高等脊椎动物化石,其中还有抱着孩子的人类化石。1983年,他把研究成果写成《人类及全部脊椎动物诞生之地——日本》一书,自费出版,向世界各地分发,最后获得了1996年度“搞笑诺贝尔生物多样性奖”。

以上讲了一连串不成功的故事,当初激动人心的“发现”或者“理论”,后来成了“伪科学”贻笑人间。但是“胜败乃兵家常事”,即便再认真的科学家也难免会犯错误,只要勇于承认并且立即改正,只会提高而不会损害学术声誉,赫胥黎(Thomas Huxley,1825—1895)的经历便是证明。 5+g/V2kln+BM2LEudnZHQXA0BHASwFGrR657L81U0guR1ETIdL2Cqi4xaBlCItZl

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