当你沿着时间的脚步过去的时代走得越远，在你所发现的化石生物群中，已经灭绝或现今植物大相径庭的生物所占的比例也就大。

一个巨大的悬疑，在这里找到了谜底——250年来，科学家的非凡研究成果证明：地球漫长的历史，竞然可以上溯46亿年之久，而大约在38亿年前，地球就有了生命的迹象……

当读者沿着时间的脚步向过去的时代走得越远，会看到在所发现的化石生物群中，已经灭绝或与现今动植物大相径庭的生物所占的比例也就越大。

阅读本书，将是一次对生命的全程回顾，从21亿年前的单细胞海藻，到距今700万年的乍得人种，地球上的生命经历了一个漫长而复杂多变的过程。对化石记录更深入细致的分析表明，过去曾发生过的重大灭绝事件，给生物造成了极其严重的伤害。

然而，无论是地球还是地球上的生物，都有着相当强的恢复能力。在我们可预见的将来，即使是遭到来自宇宙空间的巨大岩石的不断撞击、严重的冰川作用、大规模的火山喷发或持续的气候变化，生命都会重新恢复活力，顽强地生生不息。

前言

第一章 以今论古

 多姿多彩的生命形态

 化石究竟为何物?

 物竞天择

 时过境迂重塑地貌

 永不止息的动态系统

 未来化石形成地

 回首往昔

第二章 冰河纪

 大洪水传说绝非巧合

 蒂瓦纳科文明在温暖期消失

 5000年前的空气污染

 冰川搬动“英雄骨骼”

 猛犸象灭绝

 向新西兰“移民”

 寻找共同祖先

 神奇的沧海桑田

第三章 生命爆发的第三纪

 远古岩石的证词

 “英国地质学之父”威廉·史密斯

 探寻生命轨迹

 达尔文预言成真

 新生代的壮观物群

 摩利论证海底扩张

 轰轰烈烈的造山运动

第四章 在恐龙的阴影下

 物种进化与叵久不变之争

 破解生命密码

 引发幻想的怪兽

 不平凡的玛丽·安宁

 恐龙的黄金时代

 被忽视的物种

 中国人的发现

第五章 生命灭绝之谜

 灭顶之灾

 小行星撞击地球

 可疑的玄武岩

 地球曾经是“雪球”

 “雪球假说” 

 古海洋生物的丧钟

第六章 古生代泽福人类

 唤醒沉睡的地层

 “黑色金子” 

 植物的气孔

 以哈德良长城为界

 进化史上最精彩的章节

 挺起生命的脊梁

第七章 生命伊始

 揭秘前寒武纪地层

 穿越40亿年时空

 神秘的埃迪卡拉动物

 生命缘起何处

 化石困扰

 陡山沱的小家伙

第八章 解读人类的家园

 据《圣经》推算

 45．5亿高龄

 熔融的液态地球

 一次幸运撞击

 月球、地球本一体

 显现“濒死”征兆

 大陆继续游走

 争夺剩余资源

 后代的生存困境

结束语

怎样使用本书的时间坐标轴

19世纪之初，关于生物史和生命起源学说的旧有范例已经彻底崩溃，科学家们不得不对此作出让步。为方便起见，让我们来稍稍回顾一下，看看人类在短时期内科学地前进了多少吧。在过去将近两千年的时光中，流行于欧洲和美洲科学界的世界观都是犹太教基督教的传统。信仰是这种世界观的基础，他们以《圣经》经文为历史真实，以其中记载的造物和大洪水作为他们的历史。依照这种世界观，仁慈的上帝有目的有计划地创造出生命，而人类出现在地球上也是为了彰显上帝的神力。

那时许多科学家研究自然界的目的就是为了巩固这种传统信仰。他们中许多人还被任命为牧师，以证明自己对俗世的科学研究就是为了揭示造物主成就的非凡细节。但是很快就有问题冒出来了。比方说，根据化石的记录，很多物种已经完全灭绝，而一个仁慈的上帝怎么会允许他的创造物灭绝呢?过去，化石上的证据就是要证明《圣经》中所记载的大洪水故事。可是，到了19世纪中叶，冰期理论取代了关于大洪水的解释。尽管如此，直到19世纪末，人们才把古人类视为科学研究对象。而至今仍有人难以接受这一事实。

根据化石上的记录来科学考察地球生物史，就会发现，生命地球上蓬勃发展的时间相当久，实际上，已经有数十亿年了。不过，当我们向地质年代更久远处追溯的时候，一定会找到那个物种有限的时期。现在我们都知道地球环境并不是一蹴而就的。或许生命最初只能在海水中孕育演化，直至它们装备妥当，才能进入淡水，登上陆地，冲向天空。随着新的进化和适应性形成，生物占领了新的生态领域，或者说“空间”。而种群的增长与分化又促进了新物种的形成，或是飞跃性地衍生出全面多样化的其他物种。

很遗憾，仅仅根据自然的化石记录，我们很难复原这些种群增长与分化的全部信息。化石为我们提供了一种探索往昔的视角，但是这种视角在很大程度上却局限在特定的环境中，主要是浅海海域的环境。不过幸运的是，我们偶然也能获得一窥古老过去的特殊“窗口”，那是意外留下来的遗迹赐予我们的特别洞察力。琥珀化石，在交互作用下置换了柔软动物和植物组织的矿石，脱水，冷冻——这些都是可以造就特殊窗口的机会。

到目前为止，我们能从化石记录知道的才有约200万个古生物种，这还仅仅是能够产生化石时期的物种记录。因而从整个生物系统来说，我们所能找到的记录真是少得可怜。假设在过去的5亿年中，物种的平均种类为1000万的话，那么随着其演化更替，物种的延续时间将是1000万年。也就是说，在5亿年的时间里，1000万个物种更替了50次，形成化石的物种总数会有5亿之多。但是现在我们已知的化石中的物种仅有200万，即0．04％。即便如此，研究远古的科学家们仍需完成庞大的工作量，因为我们永远不可能复原原始状况的全貌。

P13-14

我们这些声名狼藉的人类并不是地球上的好“乘客”。以前，人类的“违规”之举大多是出于无知。很明显的一个例子是，20世纪的最初几十年，人们对北美中西部大草原的过度开发。当时，随着机械化的发展，大量土地被开垦出来用于种植农作物。干旱炎热的夏季，土地上本有的草已经无法保护土壤，使之被风所侵蚀，形成所谓“干旱尘暴区”，最终变成荒地。今天我们已经不能再用这种借口来为自己辩解，因为无论是植物遮蔽的弱点还是土壤本身，甚至整个环境我们都已经有了很好地了解。在很多地区，人口本身的压力仍将会给环境造成恶劣影响。破坏原始森林的行动一直在进行着，一来是为了获取木材，二来是给农业开辟空间。这种行为不仅给许多濒于灭绝的物种带来一系列灾难，而且这些森林正是处理二氧化碳的“回收站”，有助于改善全球气候变暖造成的影响，破坏森林无疑就是在加快全球变暖的进程。

这本书旨在探索地球地质的历史以及地球居民的历史。我们将穿越时空，从今天司空见惯的环境和生物追溯到远古那鲜为人知的地质时代。

尽管我们的叙述方式与时间流动和生命演进的过程恰恰相反，但却是追随着人类探索地球历史的步伐。一般来说，年龄越小，年代距离我们越近的沉积物、岩石和地层——也就是现在的陆地表层，或者说最接近陆地表层。与更古老的地层相比，这些近期“记录”较少受到断层作用、褶皱作用，或变质作用等地质过程的破坏，因为它们还没有经历足够的时间来接受这些地质过程。在这两种类型的地质环境中，在年轻地层中发现的化石都比老地层中发现的化石更接近于现今的生命形式。

当你沿着时间的脚步向过去的时代走得越远，在你所发现的化石生物群中，已经灭绝或与现今动植物大相径庭的生物所占的比例也就越大。

从地质历史学来看，欧洲北部，特别是不列颠群岛涵纳了一个极小的典型地质区域，能够鲜明反映地球10亿年左右的历史。从南到北纵观整个不列颠，从新到老连续不断的地层就好像一张张正待被人们翻阅的书页。不过这本书中所叙述的故事却需要我们从后向前来阅读，从距我们的时代最近的，当前的事情，追溯到最古老的混沌初开的时候。很快你就会发现，当你越来越接近故事发端的那一刻时，本书已经有很多的章节从你的指尖翻过了。而且，当你快读到本书末尾的时候，也许那些最初的书页已经被你翻得皱褶起来，因为本书的内容多少会有些深奥。

随着对美洲、非洲、亚洲、大洋洲等大陆浩瀚的地质学知识逐渐加深了解，读者将会发现，本书实在是一个大大缩水的版本。在提及许多非常重要的地质过程以及地质作用的产物——从河流水系到山脉等等——的时候，所用的比例尺都比描述大部分欧洲地质状况时要大一个数量级。泰晤士河或莱茵河比亚马孙河、印度河或密西西比河的比例要小。同样，与喜马拉雅山和美洲的安第斯山脉或西部山脉相比，古生代的苏格兰“山脉”也会相形见绌。

作为工业革命的必要动力，新式研究技术和研究方法不断向前发展，这或许就是人们对过去地质时代的理解和观念转变的原因。地质学开始成为时髦的专业，成为国家测量部门确立的研究性学科，成为大学中的一个重要院系。而地质学也是第二次世界大战的迫切需要。第二次世界大战推动了新技术的发展，同时也引发了地质观念的革命。经过很长时间，利用放射性同位素精确测定出火成岩的形成年代才成为科学家们常用的可靠工作方法。而到了20世纪50年代，不仅放射性年代测定的方法得到了飞跃性的进展，利用地震波来探测地球深处难以触及的部分，揭示出地球的分层结构也是这一时期地质学的伟大成就。岩石磁性的测量，以及大洋海底状况的精确测绘，都是板块构造的基本要素。

这些新科学技术和研究方法的发展，促使人们对旧有的方法和惯例进行更激进的重新评价，特别是有关地球早期历史的研究方法和研究范例。一种普遍观点认为，很多地质过程不能简单地用每日、每年，甚至是每10年作为时间刻度来分析。不少重要的地质事件是非常罕见的，而其他一些地质事件的发展则又是极为缓慢的过程，因此时至今日我们才能认识到这些地质事件的意义。当天文学家们将地球及其形成过程放到整个太阳系的发展背景中，甚至超越太阳系，而以整个银河系为背景去考察的时候，地球早期历史时期的条件和环境都与现在大不相同。不过地球的现在仍是我们开启地球过去奥秘的钥匙。

当地质学这门研究地球的科学在19世纪达到全盛期的时候，全新的综合分析再次将大众的目光汇聚到地球的未来，以及我们的未来。脆弱的自然环境以及有限的资源，使地球作为乘务员的角色又重新复活，至少在某些人的思想意识里是如此。

最近数十年中，通过地质学对我们地球以及太阳系中其他行星的研究，我们的相关知识体系有了极大的扭转。不到200年以前，尽管地球已经不再是宇宙的中心，但人类仍是我们世界观的绝对中心。达尔文一华莱士的进化论、对《圣经》文本的“德国新批评”、马克思主义的革命理论以及弗洛伊德关于精神和意识的理论，都促使我们对自我和我们的世界提出质疑。孟德尔遗传学基点的浮现，引导着我们走向绘制人类基因染色体组的研究进程，同时也继续激发我们重新评价我们到底是怎样的，又为什么会这样。

人类是上帝拣选出来的“所到之处的主人”——这曾是我们确定的事实，但坚定的信念业已动摇，近来地质学的发展更进一步颠覆了这种观念。

经莱尔和达尔文渐变理论的重压而沉潜了一段时间之后，前《圣经》时期的天降之灾、劫数难逃的古老观念又重新浮出水面。那种除了天使天堂唯我独尊的观念已被达尔文的进化论所取代，他主张，所有的变化都是逐渐而缓慢地在数百万年的时间里完成的。

古老的灾变观念认为，世界是“狂飙突进”式地创造出来的，威力强大的地震、火山爆发、洪水以及其他一系列巨变造就了山脉，这种观念一度曾被打入冷宫。这些灾难性的事件仍在现实世界中上演，而人们认为它们并没有对地球生物的进化造成多少影响。但是，对进化模式的地质学证据进行重新分析评价却表明，往昔的生物史上曾有过重大的变化和灭绝之灾。重大灾变的观念再次为人们更好地理解太阳系早期的演变过程赋予灵感。地球的表面曾像月球那样布满了陨石坑，却已被地质作用擦除干净——这让我们想到，地球也一定像月球那样遭受过来自宇宙空间的巨大岩石和冰质天体的频繁轰击。对化石记录更深入细致的分析表明，曾发生过重大的灭绝事件给生物造成了极其严重的伤害。

再加上严重撞击所造成的白垩纪末期大灭绝，这些新灾变观念就集合到了一起。冷战中关于核冬天的假想，现在又被转用于解释外星撞击事件如何能够引起全球性的大灭绝。这一系列罕见而不可预知的事件在生物演化的过程中到底扮演着怎样的角色?是否生物进化会因此屡屡受挫，而进化结果只是出于偶然?如果是这样，那很可能又给人类唯我独尊观念的坟墓再加了一铲土。是否真的如此呢?

我们唯一能够确定的是，未来的很多方面都是不能确定的。更深入的地质学研究将会帮助我们为崎岖的前路做好准备。历史证明，无论是地球还是地球上的生物，都有着相当强的恢复能力。在我们可预见的将来，除非是遭到来自宇宙空间的巨大岩石不断撞击、严重的冰川作用、大规模的火山喷发或持续的气候变化，甚至即使经过这些灾难，顽强的生命都会重新恢复活力，生生不息。