2億5200萬年前盤古大陸的景象宛如世界末日,西伯利亞已經持續噴發30萬年,而且沒有停止的跡象。廣達500萬平方公里的西伯利亞可不是座火山,而是一片熾熱翻滾的大陸荒地,散佈閃耀發光的岩石與蒸汽。曾經孕育角狀珊瑚和海綿的海洋,此時已經酸化且瀰漫著汞,如熱湯般滾燙,冒出致命沼氣的氣泡,攪動底部的爛泥。自從生存了約2億5000萬年的三葉蟲滅絕後,海床空蕩蕩的。狂暴的海岸緊挨著腐臭海洋,森林不復存在,取而代之的是四處漫流、滾燙的辮狀河川。真菌滋生的地方曾經廣佈蕨類植物,那時處處皆是麗齒獸和巨齒龍互相張牙舞爪打鬥的戰場,牠們的骨骸受熱風吹襲,因曝曬在尚無臭氧過濾的毒辣陽光下而變得蒼白。夜晚降臨,顯現的星座與現在迥異,星光照耀在毫無生機的海面,海浪拍打著死寂的岸邊,留下來自海洋的古老礁岩碎片,氣味難聞。當時地球是一片黏膩高溫的廢墟,海洋含氧量稀少,細菌遍佈成堆。在了無生機的地球,繁星反覆升起落下,數十萬年不止息地演替著,地球仍然貧瘠。100萬年的悲慘歲月逝去、1000萬年也過去了。
後來,地球重生了,這次登場的是恐龍、魚龍、翼龍、哺乳動物、龜與鱘魚,開啟生氣勃勃且至關重要的嶄新時代:中生代。前述的古老故事黑暗得不堪回首,以地球化學方式記錄在岩石中,存放於地球檔案室深處,訴說的是:二氧化碳摧毀了那個時代。
時間深谷
大滅絕事件並不只是地球歷史裡一般的壞日子,也不只是很糟糕而已,而是複雜生命整整五億年來最為悲慘的日子,它們極為恐怖,是即為罕見的「諸神黃昏」(Ragnarok),曾終結多數物種的血脈。它們可怕而離奇:兩萬年裡,火山釋出的熱把地球變成窒息溫室,天外飛來的巨石造成災難與海嘯。但在1980年代之前,多數人都認為這些都只是毫無根據的猜測。
地質學領域在兩個多世紀以來的發展,如同化石記錄一樣長久穩定,偶有動盪與創新的振奮時刻。要定義現代地質學研究的先驅可能過於武斷,但蘇格蘭地質學家赫頓(James Hutton)可能是最佳人選,他的研究成果揭露地底的「時間深谷」樣貌。1788年,他在蘇格蘭東部海岸「鹽霧」瀰漫的西卡角(Siccar Point),發現一處由兩種岩石組成的露頭,一種岩石疊在另一種岩石上方,兩者之間有明顯的交界。下層岩石底部是形成自海底的深海腐植土層,往某一側向上傾斜,逆衝出地表並遭風和侵蝕作用削平;上層岩石則是由陸地的熱帶河流形成。現在這兩種岩石疊合在一起,彼此之間具有顯著的不連續紋路,暗指地層記錄缺少了一段時間,這著實令赫頓費解。他的論文出了名的難懂,讓人難以記憶,顯然他把所有文采都用在表達一項令人印象深刻的觀察結果,也就是我們對腳下地球的疑惑,他表示:「我們找不到開始的跡象,也看不到結束的可能。」雖然人類歷史在淺層出現,但「時間」本身顯然埋藏得更深。
數十年來,地質學家擺脫《聖經》時代與諾亞洪水的束縛,迎向奇異、嶄新的工業時代。煤礦與礦物的發現為人們帶來了豐厚的物質回饋,使地質學新領域逐漸成熟。地球慢慢揭露了自身的生命故事,儘管破碎卻很迷人。
Scientific American自1845年創刊時,地質學領域正處於青春期,主要由有錢人掌控,也就是那些出現在過時油畫與版畫肖像且一本正經的人。女性的貢獻只輕輕帶過,例如技藝超群的化石獵人安寧(Mary Anning),她詳細探察英國海岸線,發現當地的「蛇石」與石鱷形成於侏羅紀波濤洶湧的海岸。雖然當時
Scientific American的頭條(例如〈專家懷疑太陽能量來自煤的燃燒〉)顯示,人們對某些事物所知有限,但在19世紀中以前,地質學無疑已是具有經驗與系統性的研究領域,可說是啟蒙時代自然哲學衍生出的智慧結晶。換句話說,地質學具有規則,這些規則看似簡單卻很強大:現在以怪異角度出現在陸地上的海洋岩層,在某個古老年代必定曾經水平存在於海床。古老岩脈穿過如同提拉米蘇般的岩層,因此形成時間必定比這些岩層晚;而岩層中埋藏的化石,可用於比對遠方相同岩層的化石與岩石。
均變說 vs. 災變說
1860年,英國地質學家菲力普斯(John Phillips)利用數十年來蒐集的化石以及各式精美專刊中的古生物學文獻,畫出有史以來第一幅呈現地球史上生物豐富度的驚人現代曲線。在這張圖中,生物豐富度有兩個怵目驚心的陡降,一次是介於三葉蟲生存的古生代與恐龍出沒的中生代之間,另一次則是介於中生代與人類所屬的新生代之間(這些年代都由菲力普斯命名)。物種驟然減少顯示,古代有某種災難中斷了燦爛的時代,並且支持了生物可能滅絕的說法,這個說法是在19世紀初由法國知名自然學者居維葉(Georges Cuvier)提出,他根據新世界出現的猛?象與乳齒象的奇特象骨,推論地球上的物種就像遭逢法國大革命,在「革新」中完全滅絕。菲力普斯的圖像提供了量化的證據,而他認為,每次大滅絕後的恢復期都孕育出各種非凡生物。然而,等到有人正視大滅絕這件事,又過了一個世紀。
這是因為地質學在19世紀末以「均變說」為主流學說,而且延續數十年。這項由萊爾(Charles Lyell)推廣的概念可濃縮為一句口號,而且仍用在地質學課程中教導學生:「現在是通往過去的一把鑰匙。」意思是地質活動的緩慢過程(例如雨水對岩石的作用,河水湍急切割高地或沙漠的沙子堆積成沙丘等),總是以相同方式周而復始地持續作用,這正說明了我們在岩石記錄中發現的所有現象。在這幅新的超大尺度時間畫布上,達爾文(Charles Darwin)認為,生物世代間產生相對較小但穩定的變化,使得某些生物在無止盡的生死爭奪戰中脫穎而出;如果再利用赫頓的年代分支,可以產生現在地球上最美麗的「無盡生命」。這類地球歷史的詳盡描述中,顯然缺乏居維葉和菲力普斯提出的災變說。
20世紀中葉,板塊構造學說革命顛覆了地質學領域,證實一個不受重視的想法:大陸就像無人掌舵的船一樣在全球漂移。即使如此,關於突如其來的災變造成生物大滅絕的想法,仍然令人十分懷疑。陰魂不散的災變說讓人聯想到,在近代科學出現以前,人們認為不可臆測的神會以毀滅全球的方法來淨化世界。更糟的是,有關恐龍滅絕的猜測已衍生出許多顛三倒四的看法,嚴謹的科學家很怕與這些胡亂猜想扯上關係:逐漸萎縮的腦部使恐龍變笨、頭部發育得太重而無法抬起、因精神疾患而自殺、與毛毛蟲競爭、花粉症末期和恐龍腸胃脹氣引起的甲烷中毒,而正統的看法則開始崩解。
反傳統的德國科學家辛德沃夫(Otto Schindewolf)在1963年時對古生物學界發出疑問:「新災變說?」他嘗試在20世紀倡導居維葉的災變說。但因為他是以德語提出問題,少數英語系國家的科學家認為沒有必要回答。辛德沃夫無法再忽視自己在巴基斯坦鹽嶺的古老岩石中看到的生物慘案。2億5000萬年前的二疊紀,海洋生態系發生殘酷的滅亡(事實上是地球史上最大型的大滅絕事件),就如菲力普斯在1860年所繪製的情景。辛德沃夫認為自己所描述的災難肇因於超新星,並且表示超新星的輻射可能抵達地球,造成生物圈毀滅……
▲ 飛來橫禍:1867年,居維葉根據猛?象的遺骸,提出生命可能遭遇突然的災變而消失。(影像來源:Alamy)