第14章 转变

更新于 2026年10月10日 版权声明

第14章
转变

南非苏姆
奥陶纪,4.44亿年前

冰雪正在消退。

——卡特琳·雅各布斯多蒂尔[39]

随着时间推移,沧海变为旱地,旱地又变为沧海。

——阿布·拉伊汗·比鲁尼[40]

[39]2017年起担任冰岛总理,是该国历史上第二位女总理。*

[40]中世纪波斯学者,在数学、天文学、物理学、医学、历史学等方面均有贡献。*

图示
头足直角石

在河面蓝灰色的冰层之上,一阵带着高地的寒冷、满含着冰雪气味的风猛烈地向下刮来,狂风呼啸着吹过冰架,接着向海岸方向急速俯冲。这样的风就是所谓的下降气流,是一股寒冷致密的空气受附近飓风的影响而急速下降的结果,这一切正是由地球的引力所致。风已经向远离帕克海斯冰盖中心的方向吹出很远,冰盖随着时间的推移大规模消退,最终退缩回海湾地区。此时,寒冬的风吹着海面浮冰不规则的表面,将其朝着远离陆地的方向推走,在泛大洋[41]南缘开辟出一片不封冻的地带,形成一个冰间湖。这片水域在寒冷的空气之下无法始终保持完全不封冻状态,水面的冻结处在一个平衡过程中。海水和针状冰晶混合形成一种湿滑细腻的结构,称为“碎晶冰”。碎晶冰形成之后会被水面掀起的波浪卷走,原来的地方又会形成新的碎晶冰,这个过程会反复发生。冰川不断地崩解,形成巨大而破碎的冰块,向海上漂浮远去,从而形成冰间湖,这就是由冰川破碎而形成的不稳定地貌。

被风吹走的浮冰和冰川崩解后的碎块被压实,形成一层冰雪外壳。由冰块和冰山构成的壮阔的浮冰景观,将海洋变成了一片坚实的陆地。风呼啸着吹过非洲尽头的冰丘,穿过放眼望去几乎只有冰雪的山谷,吹打着两侧被冰川摩擦的边缘。岩石在冰川的挤压摩擦下变为沙土,在冰川消退之后暴露于地表,此时的风如同吹尘枪,将岩石的碎屑颗粒从地上卷起,吹向四方。泥土在空中飘扬。在冬日暗淡的橙色阳光的照射下,紧紧压实的冰层上隆起一道道雪脊,那是由冰雪形成的沟壑分明的脊和波纹,有些较为平滑,像是起了褶皱的丝绸;有些则形如翻腾的波浪,仿佛是冰层之下海洋的写照。在整个冬季,沙土不断在冰层上堆积,和冰雪混合后冻结在一起,等待着冰消雪融时节的到来。

在冰川的下方,冰间湖中有两条河在流动,一条富含盐分,一条富含泥沙。在含盐河流的源头,随着冰的形成,水被向外排出。当河水表面冻结时,水中所溶解的盐类分子由于无法维持稳定的晶体结构而被析出。这就增加了周围尚未冻结的河水的盐度和密度。这条咸水流从冰间湖的表面向下流入海中,水流自岸边分散流入黑暗的大洋深处,在大陆边缘重新汇集并汇入一条远去的深海洋流中。海下河流的流动和地面河流是完全相同的。这些河流在流过海底时会雕凿出河岸,侵蚀形成河谷,还会形成咸水湖和瀑布。现今的博斯普鲁斯海峡中就有这样一条河,发源于高盐度的地中海,流经黑海海底,长约60千米,但其流量却大于密西西比河、尼罗河和莱茵河的总和。这条河的流量在全世界所有河流中可以排入前十名。在咸水流自冰间湖向下流动的同时,冰川底部融化形成的淡水河流冲刷出一处海下冰窟。这是一个黑暗的洞穴,封存已久的水流首次从岩石和冰层之间的狭窄缝隙中流出。水流受到冰块重力的挤压,水中还裹着泥沙,从而成为一股喷涌而出的带着黑色沉积物的高压激流。泥土在水中弥漫。水流逐渐上升至水面,浑浊但不含盐分,随着泥水的上升,水面持续轻微地波动,仿佛水下潜藏着什么活物。实际上水下什么都没有。在冰点以下的低温中,弥漫的泥浆浑浊不堪,在温暖的海水之上扩散至10米厚,令光线无法射入海中。

漂浮的冰面上,一阵阵声音此起彼伏。冰块的断裂声如哀嚎一般回荡着,宣告着冰层终因自身的重量而不可避免地崩解。冰川承载着比水更大的负荷。泥土在冰雪中封存。这些不规则的岩石和砾石在几百年前被不断运动的冰层裹挟,此时逐渐抵达了旅行的终点,在冰层崩解之后落入水中,沉入深深的海底而被埋葬。冰层中的气泡封存着过去几百年乃至几千年的空气,宛如一座冰封的档案馆,这些冰层是从200千米外的帕克海斯冰盖顶部落下并漂流至此的。此后,随着冰层被不断压实,这些气泡的压强也不断增加,最终可达大气压强的20倍,就这样积蓄着压力静待释放。随着冰川的融化,其中的气泡终于得到了释放,气泡在水下破裂,气体进入水中,发出欢快的声响,形成一道天然的汽水墙,在冰川断裂和石块崩落的巨响之外增添了一阵阵好似滚油发出的“噼啪”声。随着全球气候变暖,每1秒钟都有数以亿计的气泡在水中破裂,这个数量有增无减。冰雪融化的各种响声令冰山仿佛都在歌唱,宛如漂浮的岛屿一般、自身拥有河流的更大规模的冰山也是一样,它们男低音般的歌喉和阴沉的旋律沿着海岸传出数百千米。

苏姆是一个层序分明的世界,分层的依据为是否存在生命。风、冰、海水、新鲜泥土以及这片地区海峡和海湾中的静水层,与缺少氧气的层位不会混合在一起。各层之间互相堆叠或互相包裹,但最终都会崩解落入同一片海域。夏季为苏姆的冰盖带来的除了色彩别无他物。深夜时分的阳光经由逐渐融化的冰块反射,将冰川东缘光秃秃的山坡照得呈一片深橙色。在冬季覆盖冰间湖之上的低垂的云消散了,许久不见的风渐渐又吹了起来。冰山开始融化,在阳光的照耀下泛着湿润的光泽,冰山中一些含气体的部分在相当长的时间里处于高压强之下,已经完全与冰结构融为一体。而随着冰山的融化,这些部分所受的压强得到释放,其中的空气膨胀,令冰山那被雪覆盖的表面也鼓了起来,泛着蓝色的光泽。浑浊的河流持续带出泥沙,但在远离泥沙的地方,不断扩大的苏姆冰间湖中的洁净水域预示着这片地区有生命存在。冰间湖是海洋中的绿洲,随着水温的升高,放眼望去,水面上漂浮着的一座座小型冰山上如同长满了光亮的苔藓,一派绿意盎然的景色。

在坚实的冰层之下,水层和土层等各个层序开始融合,海上开始下起石头雨。在数百年的封冻之后,石头脱离了漂在海上正在融化的冰山的包裹,纷纷向海面砸落,沉重地落在光秃秃的海底。由冬季下降气流形成的强风带来的泥沙也沉入海水中,但动静比石头小;这些泥沙颗粒细小,漂荡许久之后才会最终沉淀下来。这些泥沙颗粒在下沉过程中,吸引着悬浮在上层水域中肉眼看不到的浮游生物围拢过来。泥沙为浮游生物带来了含磷化合物,这种化合物一旦进入海水中,就会促使生物繁盛发展起来。以光合作用为生的藻类的生长因缺乏矿物质而受限,而当一场盛宴到来时,这种肉眼看不见的藻类便会迅速发展起来,令原本酒精一般澄清的海水变成淡绿色。这些光合作用浮游生物尽情地享用着矿物质,迅速地繁殖。一旦食物过剩,竞争便不复存在,生命无须面对任何困难,只需要一代代地不停繁殖下去。当然,好的年景不会永远持续。一旦资源匮乏,或种群已发展至临界点,其消耗资源的速率大于资源补充的速率,末日就会降临。发展越快,繁盛时期就越短。此时,繁殖迅速、种群壮大的浮游生物成群簇拥在一起,死亡后的残骸纷纷下沉,大片的有机物质如雨点般落入下方的层序区域中。

极地生态系统中的生物往往表现出缓慢的生活节奏。这里常常资源匮乏,寒冷令包括生长在内的很多生理活动速率减慢。一旦系统发生紊乱,如发生一场令系统内大部分生物死亡的灾难,系统进行恢复的时间会漫长得超乎想象。生态系统中的各种生物可能要被迫过着朝不保夕的食腐生活,最终往往会形成一个组分多变但多样性总体较低的群落。当陆地上的矿物质被风吹到海水中时,这一困境就会改变。即便是在极地的严寒中,在矿物质丰富的地区,优良的环境也可以令历经严重灾难的整个生态系统在数以年计的短时间之内完全恢复。在苏姆,丰富的矿物质资源每年都会来临。

然而,这种优势条件是最近才出现的,而且不会持续很久。苏姆的冰川海湾是最近几千年才形成的,不久之后也会变成更深的远海。十余万年前来自北方的冰川在此处擦行而过,这些冰川此时也消退了。在多细胞生物的首次大灭绝事件——奥陶纪大冰期之后,随着全球变暖,后冰期的生态系统逐渐发展繁盛。

就在苏姆冰间湖形成仅仅100万年前,全球气候骤然从炎热变得寒冷,引发了著名的赫南特亚冰期事件。在此期间,海洋生态遭受严重破坏,造成的影响甚至波及微生物层面。临近奥陶纪末期发生的大灭绝事件,是复杂多细胞生物所面临的规模第二大的灭绝事件,仅次于二叠纪末期发生的大灭亡事件。在奥陶纪最后一个地质分期赫南特亚期之前,海洋中生物的生存环境十分舒适。生物多样性在此期间发生了爆发性增长,远超寒武纪时期的多样性水平。在奥陶纪的海洋中,造礁动物开始大量发展,生物可以自由自在地畅游于海水中,而不会被限制在海底及附近的生物群落中活动。然而,可能就在仅仅20万年后,冰川以现今的非洲地区为中心开始向外扩张。非洲曾是冈瓦纳大陆(囊括现今所有南半球大陆以及印度、阿拉伯半岛和欧洲南部的超级大陆)的一部分,而奥陶纪时期的非洲位于南极附近。苏姆位于今天南非的锡德山地区,在奥陶纪时期位于约南纬40度,比今天的位置更靠南一些。自奥陶纪至今,非洲在南半球漂移了一段距离;在苏姆冰川时期,今天的塞内加尔靠近南极。若从奥陶纪的地球仪上看,非洲是上下颠倒的。冈瓦纳大陆的一部分从南极向北,经过非洲南部和南极大陆,一直延伸至赤道上的澳洲大陆。当时的南极点并没有覆盖在冰层下,而大陆的其他两个重要地区都有冰盖发育:一处为现今撒哈拉地区的南部,冰川向北漂移;另一处包括今天的南非和南美中部的一部分,向大陆末端漂移,并进入半岛海。

在奥陶纪时期,逐渐适应水环境以外生活的生物变得更多,也更常见了。然而它们绝大部分都是微生物,而且一个地区仅仅存在一两个种,还远不及它们在日后的志留纪和泥盆纪所形成的庞大群落。此时河流体系也开始形成。早期真菌和低等植物的活动侵蚀大陆表面的岩石,使含磷化合物经由河流进入浅海,河水源源不断流入海中,送来了海水中缺少的珍贵矿物资源。只要有富含矿物质的河水流入海中,这里的藻类就会繁盛生长,并且出现规模更大的种群和尺寸更大的个体,这在苏姆地区随处可见。繁殖过剩的藻类死后的遗骸不断下沉,犹如海水中下起了雪,起初还只是断断续续的小雪,后来变成了持续的暴雪。随着藻类富含碳元素的遗骸沉淀和堆积,它们大量吸收着大气中的二氧化碳。恰巧在这一时期,加里东造山带的不断抬升导致火山活动增加,产生数量更大的硅酸盐岩石。正如我们今天所见,硅酸盐和空气中二氧化碳反应产生风化作用。这些奥陶纪的新鲜硅酸盐也同样会降低大气中的二氧化碳浓度。由此导致的结果便是气候剧变,地球上全部生物中的85%灭绝,几乎全部为海洋生物。冰期并没有持续太长的时间,但这段时间足以给生物带来灭顶之灾。这是我们所说的“五大灭绝事件”中的第一起,也是唯一一起直接由全球变冷导致的大灭绝事件。

如果深究这起灭绝事件,寒冷气候和气候变冷都不是主要原因。气候迅速变冷才是主要原因。生物群落需要时间来适应环境——如果生物突然遭受剧变的冲击,造成的结果往往是灭绝和消失。白垩纪末期陨石撞击导致全球气候几乎在瞬间进入寒冬,二叠纪末期规模空前的火山爆发导致的温室气体暴增引发全球变暖,两个例子都体现了这一点。在赫南特亚期,随着地球进入冰川消退期,气候变暖又造成了一次小规模的灭绝事件。苏姆地区的气候在持续变暖,这一地区的冰川迅速消退。

在海上,坚实的冰层仍然覆盖着海面,但由于夏季的温暖天气而变薄。海岸上分布着蓝绿色相交的柔和条带,十分醒目。在远离岸边的海域,海水深处是一片伸手不见五指的漆黑。冰层的底部伸出一个个圆隆的突起和形如钟乳石的结构,冰冷的海水中看不到有生物游动。温度极低的水中凝结出细小的冰碴,静静地悬浮着,如同一场不会落下的暴风雪。在更深处,阳光仍然可以照到50多米深的大陆架较浅的区域,但光线已经很昏暗。低温的海水宁静而清澈,看上去像空气一般。冰层下方很难出现影响生物活动的洋流,然而在海底,即便有洋流,也不会有生物遭到其惊扰。这里出奇的荒芜,几乎完全没有生物存活。不流动的海水中氧气匮乏,令生物难以生存。沉下来的藻类遗骸会被快速吃掉,吃它们的并不是食草或食腐动物,而是那些随处可见的喜欢无氧环境的硫磺细菌。在不流动的海水中,这些细菌的代谢废物近乎弥散地在水中漂动,腾起一片片硫氧化物的云雾,在局部地区形成团块状的高浓度硫酸。

在咸水河流经地区,氧气会在短时间内输入海底的小片地区。在那里,身长不足半厘米的纤小的幼年腕足类动物刚刚开始生长,将自己埋在海底沉积物当中。还有一些正在爬动的三叶虫,以及身体柔软的蠕虫一般的叶足类动物,踏上了短暂的海底冒险之旅。鱼类在浅海区域游来游去,其中还有一种长相奇特的鱼,没有颌部、甲片和鳍,是七鳃鳗的近亲。这种鱼成小群游动,仅靠背鳍和尾部附近的臀鳍引导方向。它们会下潜至水底捕食其他身体柔软的动物,之后拍动着鳗鱼一样的尾巴,再次回到浅水区域生活。对于大部分定栖生物来说,长时间处于布满淤泥的黑暗海底是会危及生存的。如果带着一个富含碳酸钙的外壳生活在强酸性的环境中,无异于将自己投入剧烈的化学反应之中。在宁静海水中的高浓度酸雾里,生活在深海的碳质外壳生物会被直接溶解。这就是为什么苏姆生物群相比其他类似的深海生物群有着更低的多样性。任何想在苏姆地区长时间生活的动物,要么需要一刻不停地游动,要么寻求其他途径。外形如蛤蜊的腕足类,其外壳的主要成分为磷酸钙,这意味着它们需要过搭车客一样的生活,必须附着在其他可以在苏姆地区腐蚀性弱的含氧浅层海域游动的动物的身体表面。

在冒着气泡的蓝色冰墙附近漂荡的,是长着1英尺长锥状壳的动物——直角石。腕足类附着在管虫的硬质外壳上生长一段时间后,便附着在直角石上生活。直角石属于头足类动物,和现代的鹦鹉螺是近亲,展示了将菊石或鹦鹉螺的盘曲螺壳拉直后的样子。一些体型庞大的直角石可以长到5米多长,但苏姆地区常见的种类个体偏小。它们的肉质腕足摆动着伸出壳外,硕大的眼睛观察着周围海水中的动静,依靠喷气式飞机一样的方式喷水前进。推动直角石前行的是位于壳体开口处的特殊管状器官,称为排水漏斗,由一圈呈波浪状收缩的肌肉构成。直角石通常情况下向前游动,但排水漏斗可以突然喷出一股水流,以强大的力量推动着流线型的螺壳快速向后行进,从细长的棕色海藻丛和像云雾一般散开的成群的甲壳动物之间穿过。(https://www.daowen.com)

海蝎是一类猎食动物,体型相当小,长6英寸,长着较大的头部,挥动的钳形前肢的后面长着两排桨状的附肢,肾状的眼睛看上去十分机警。海蝎是古生代发展最为繁盛的动物之一,不过它们的发展要等到志留纪和泥盆纪早期才迎来鼎盛。一些类群将成为地球上曾经出现过的最大的节肢动物,比生活在苏姆地区的类型大十几倍。尽管它们不是真正的蝎子,但和蝎子的亲缘关系并不是很远。大部分海蝎的身体结构和蝎子很像,长着粗壮的身体和一条细长的尾部,尾部末端收缩成尖状——尽管没有像真正的蝎子那样长着一个毒蜇钩。六对附肢各有用途:一对较小的像钳子一样的螯肢用来抓取食物,其余五对用于走动。后期的海蝎的这些后侧附肢上长有粗糙的棘盘,在进食时可以抓牢猎物送往口器处,其口器也是由一部分附肢发展而来的。

用附肢充当颌部的现象在节肢动物中相当常见。节肢动物分节的头部和身体就像用途广泛的瑞士军刀,每一个体节上都长有灵活的分节的附肢,可以发展出各种迥异的功能。从发育角度来说,蜘蛛的毒牙是和昆虫的触角相同的结构。相当于昆虫口器部分的附肢,在蜘蛛身上则发展为前三对腿。苏姆地区特有的海蝎种类将最后一对附肢发展为适合游泳的桨状,从身体的侧方伸出,形状扁平,就像一条划艇的两支船桨。它们仍保留着一些原始的身体结构,小巧的爪状螯肢之前就没有桨状附肢了,这类动物也就因此而得名“爪翅鲎”。

爪翅鲎是苏姆地区最大的捕食动物之一,但就在这片海域中的某处,还有另一类神秘的猎食动物。实际上没有人真正见过这类动物,它本身没有直接的记录,只能靠其留下的痕迹推断其存在。仅有的证明其存在的线索是一些淤泥中的脱落物、分泌物和排泄物,排泄物内含有被嚼碎的残破甲壳和牙齿碎片。这清楚地表明,这类动物以捕食甲壳类以及生活在苏姆地区的另一种奇特生物——吉兆刺为食。

吉兆刺是一类被称为牙形刺的动物。牙形刺属于脊索动物,也就是说它和鱼类有亲缘关系。它们是地球上数量最多的动物类群之一,在寒武纪早期至三叠纪末期生活在世界的每一处角落。牙形刺的分布区域之集中,分布时间之连续,使其中各个种的生存时间记录异常明确。这就是古生物学上所说的“标志化石”,意思是它们可以用来确定相对应产地岩层的年代。上百年以来,牙形刺的唯一发现记录只有它们那神秘的牙齿。这些牙齿形如钉状的发簪,十分坚固,是这种柔软的鳗鱼一般的生物身体上唯一的硬体结构。既然这类动物的全貌已被知晓,它们就可以用作时间标度化石,其首次出现或末次出现的时间成为地质学家划分地质历史时期的明确标志。其中包括一些最高级别分期的划分。二叠纪开始和结束的时间都是以牙形刺特定种的首次出现为标志的。就像用皇帝年号对朝代进行划分一样,我们用这些动物对地质时代进行划分。

当1英尺长的吉兆刺在水中蜿蜒滑行时,我们看不出有任何吉兆会应验,但它的软组织信息是所有牙形刺中保留最全的。全世界只有两个地区发现了牙形刺肌肉组织和除牙齿以外其他部分的信息,一个是苏姆,另一个是苏格兰的石炭纪地层格兰顿施林普层。吉兆刺缓慢而有目的地游动,在寒冷的水中高效滑行着。吉兆刺的粉红色肌肉表明它是慢速游泳的动物,肌肉一直保持在工作状态,不停地游动。大多数鱼类的肌肉是白色的,它们是快速游泳的动物,肌肉不需要一直工作,但需要的时候能够快速做出动作。脊索动物使用的肌肉越多,对氧气的需求就越大。肌肉中含有大量的氧气输送蛋白,称为肌红蛋白。和血红蛋白的作用相似,肌红蛋白令使用率高的肌肉呈现出红色。鸡腿的颜色比鸡胸的颜色要深,因为鸡腿一整天都要维持鸡的站立,而鸡不会飞,也就几乎不使用胸肌。这也解释了为什么长时间奋力游泳的三文鱼长着深色的肌肉。吉兆刺只长着一种适合慢速游泳的肌纤维,呈V字形结构,效率很低,需要一刻不停地运动。苏姆的化石之所以能令我们得知如此详细的信息,是因为这里的化石保存状况十分反常。这里的硬体组织化石的保存状况极其糟糕,而肌肉的每一条纤维的形态却都保存了下来。

在苏姆的夏季,下沉的泥沙和藻类残骸如同雨点一般,为海底的化石形成提供了优异的化学条件。如果一条吉兆刺在冬季死亡,它的遗骸会沉到海底,被持续沉淀的来自冰川底部的黑色泥土覆盖并掩埋。遗骸会腐烂,牙齿也不知所踪,最后不会有任何东西保存下来。但在夏季,泥沙也会在海底沉积,但并不是所有的泥沙都会被浮游动物和消化有机物的细菌所侵蚀,泥沙会形成一道厚厚的浅色沉积层,混入其中的浮游生物残骸会进一步加固沉积层,这种每年形成一次的沉积条带叫“季候层”。保存于苏姆的这种双层结构的条带像是一份年历,是距今4.4亿年前的计年手段,和距今120万年前西欧最早的人类使用的日历有些许相似之处。

在酸环境下,吉兆刺的软骨质骨骼还是会分解,但其他的一些化学反应也产生着作用。当肌肉中的蛋白质开始分解,它们会释放出含氨和钾的化学物质。这些物质在单个沙粒之间溶解,同时与含铁矿物发生反应,形成富含伊利石的黏土。黏土最终被塑造成了肌纤维的形状,肌肉组织被矿物取代,形成了和本体相同的铸型。苏姆地区这种保存于黏土中的肌肉软组织铸型是很独特的,且极其精美,像是海洋生物跑到了陆地上,在冰川消退时追逐着融化的冰,这在一些保守的地质学家看来是有违常理的。

随着全球气候的回暖,苏姆地区尽管还有冰雪,但天气已十分温暖。此刻,冰雪消融的水顺着看不见也触摸不到的水道网络流入海中,注入大洋深处。随着冰川不断消退,海平面不断上升,像苏姆地区这样的地势较低处最先面临被淹没的命运。然而,全世界海平面上升的幅度并不平均。相比冰盖附近的海域,距离冰川最远的海面上升更快,上升幅度也更大。这种似乎矛盾的现象,是由冰期中冰川巨大的规模所致:冰帽[42]的体积巨大到足以产生吸引海水的引力,令海水无法靠自身重力下沉。一旦冰川融化,这种引力解除之后,这片海洋将变得更深。

当全球海平面上升时,之前被冰川覆盖的地区并不会被长时间淹没,这可能与人们的固有认识相反。在冰川消退的短时间内,海水可能会涌上陆地。但地壳的可塑性很强,水可能被风吹起,因潮汐影响而改道,还会在重力的牵引下运动。但这一切都发生在很短的生物存活的时间尺度中。地球本身的运动十分缓慢,板块以固有速率漂移、互相碰撞并隆起。地壳的厚度之薄超乎想象。在洋底,地壳的厚度仅有5千米,大约相当于地表至地心距离的0.08%。地壳之下是流动的液体,地球就在这些液体上滑动,如同冰层在冰间湖上漂移。透过地壳向地幔中望去,我们的脚下出现了一个镜像世界。地表出现山峰处的地壳厚度会增加,向下突出,形成一座指向地心的倒置的山峰。洋盆向下塌陷的地方,熔岩就会上涌。喜马拉雅山脉地区是今天世界上地壳最厚的地方,厚度大约70千米,然而珠穆朗玛峰的海拔高度只有不到9千米。山之所以高,是由于它们深深地扎根于浓稠的地幔中。我们处于一片漂浮的陆地上,这片陆地大部分隐藏在地表之下。我们也仿佛是走在一座冰山上。

当大陆被冰川所覆盖,冰盖的重量会打破这一平衡,导致地壳发生变化。地壳被压迫着向地幔中下沉,好比一艘满载的货轮吃水会更深。当冰川消退,巨大的负荷被移除时,地壳会再次上升,这种反弹会持续数万年,令海岸线后退。最先发生冰川消融的苏姆地区还没有发生海退,但也迟早会发生。直到今天,地球上一些覆盖着更新世冰川的地区的地壳还在上升,尚未从冰河时期的负荷中解放出来。例如,大不列颠岛仍在近似沿着阿伯里斯特威斯与约克的连线发生倾斜,岛的北部每年上升大约1厘米,熔岩随之上涌,岛的南部则持续下沉。这个过程在未来还将持续数千年。

苏姆地区发生的现象被称为“不合常理的”,但并不是真的不符合自然规律。事实上,这些事件可以看作海底环境消失的结果。在奥陶纪晚期世界被冰雪覆盖之前,海平面的高度之高超乎想象。较浅的近海涌向内陆,淹没大片陆地,形成丰富多样的水域,这在地质历史上经常发生。冰川开始形成时需要大量的水源,海平面也急剧下降。原本的近海地区完全露出水面,成为绵延数十万平方千米的旱地,这一地区的生物都因缺水而死。在奥陶纪末期,这种地貌的形成是造成大灭绝的原因之一。相比之下,渐新世的南极冰川地区的近海数量很少,海平面下降所造成的损失也较小。

当环境变化时,通常最简单的应对方法是寻找适宜的条件,适宜的环境指标范围之内便是生态位。在海洋中,环境指标通常为温度、盐度,还有尤为重要的深度。当气候大规模变热或变冷,向北或向南迁移就可以找到更加适宜的居住条件。在奥陶纪晚期,赤道以南的几乎所有大陆都以南极点为中心,生物几乎不可能靠迁移来缓解温度的影响。冈瓦纳大陆的海岸线长达数万千米,但大部分都处于大约相同的纬度。当海水变冷,一只海洋无脊椎动物无法依靠向北迁移躲避袭来的寒潮,除非它能进入更深的海域生活。一旦海水变暖,它无法依靠向南迁移来维持生存,除非它能迁移到更浅的海域,但那样可能会面临海退导致的缺水而死亡。冈瓦纳大陆以外的陆块抗灾变的能力也不强,因为它们面积小,只有少数南北向的海岸线,不像那些渐新世时期具有南北向长轴的大陆。当冰川迅速扩张,随着冰盖的推挤和碾压,六分之五的物种的基础生态位都已荡然无存。

冰川破坏和侵蚀着过去数百万年里建立起来的地貌和生物群落,脆弱的岩石在冰川的面前不堪一击。但冰川也是无与伦比的地貌塑造者。无数吨冰块在地面上行进,所到之处留下难以磨灭的印记,包括平滑的摩擦条痕、宽阔的山谷以及起伏的鼓丘山。帕克海斯冰川将高地改造为群山环绕的峡谷,以及潮水翻腾的海湾,创造出新的地貌以取代之前的地貌。冰川地貌是一种在行星演化尺度下长时间存在的景观。在冰川景观中,冰的流动像水一样顺畅,包括在持续降水下由下垂的冰凌构成的布满缝隙的冰瀑,以及由冰层内部流速更快的冰体形成的冰河。在整个苏姆地区,冰川活动挤压着半岛海中的石英砂,令地面耸起一处处巨大的冰浪、冰碛、冰台和冰丘。地表环境换了新颜。

从天空开始,空气层、水层、泥土层一层层堆叠下去,来自山地的沙土沉入海中,覆盖在冬季形成的软泥上,形成了一层浅色的夏季泥层。这个过程令海洋中呈现出一派繁荣景象,令苏姆地区生机盎然,同时也将死亡生物的记录保留下来。冰川的消退使这个地区一下子成了世间天堂,体现出一种强大的改变力量,在这种力量之下一切都会彻底改变。在几个世纪以来描写山川的诗篇中,冰川都是不屈不挠和坚定不移的象征,它们迅捷而又喧闹,频繁地翻动和弯折着地表,既是岩层的破坏者也是制造者。河流在不可思议的地方流动着,在这里,气中有气,冰中有冰,水中有水。物质之间的边界似乎模糊不清,沙土转变为冰、河流和泥流,岩石转变为粉砂、风和浮冰,将荒芜大陆上不会有的生命力注入海中,形成季节性繁荣的生物群。在苏姆地区,甚至生物保存为化石的情况都和通常相反。柔软的肌肉和鳃的保存程度令人叹为观止,而坚硬的外壳和软骨却溶解殆尽,在它们消失后,我们只能依靠保留的印模来得知其形状。这个生物群落的遗体保存在淤泥中,而它们生前从未在淤泥中生活过。可谓万千生物都化作了土。熔岩在地球这个大土罐中“咕噜噜”地流淌翻涌,令冰雪覆盖的非洲大陆略微抬升。冰川的重压已经卸去。有朝一日,这片陆地将跃然于海上。

[41]存在于古生代到中生代早期的史前巨型海洋,该概念来源于大陆漂移说。*

[42]又称冰穹,一种规模比大陆冰盖小但外形与其相似的覆盖型冰川。*

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