本书是一部难得的充满知识性、探险性的科普读物，记述了20世纪70年代作者与一群科学家乘船出海的科学考察之旅，并通过地中海的岩心，证实了地中海曾经干涸为沙漠的地学之谜，而险象环生的科考历程、优美典雅的文字则将带给人极大的审美愉悦。本书使用的是生活·读书·新知三联书店2003年版本。

“格洛玛·挑战者号”上的69个人，在海上漂泊了整整两个月。虽然每个人的生活经历各异，但却殊途同归，都在为这项伟大的科学事业奉献自己。我们之中有钻工、水手、作业经理、船长和航海技师。大家从事的是一项艰巨的任务，每个人都为自己在工作中取得的成就觉得自豪；然而，每个人也都没有想过要索取任何额外的报偿。作者在“战役”的白热化阶段，躲进船上的操控室里草草写下了这本书的初稿，记下了我们的喜怒哀乐和甘苦……

中文版序

英文版序

第一章 序曲

第二章 萌念

第三章 “乔地斯”的盟友们

第四章 再见，里斯本！

第五章 危机与考验

第六章 抉择与决心

第七章 冒险与机运

第八章 地中海的奥秘

第九章 间奏曲——思乡

第十章 大洪水的证据

第十一章 受挤压的东地中海

第十二章 昨日泽地明日高山

第十三章 巴利阿里古漠

第十四章 在风暴中归航

第十五章 尾声

后记

附录一 名词注释

附录二 地质年代表

地球物理学家早就告诉我们，离这个站位不远处，有一座海底火山。但是海底火山是不可能生成豆状砾石的；除非它曾一度暴露在大气中，并遭受过河流的侵蚀。而由海洋生物细微骨骼组成的大洋软泥所形成的砾石，更是闻所未闻。因为软泥在深海底通常是松软的；除非它们曾被埋藏到地下极深处，或者曾暴露在空气中并在日晒下干结。即便如此，也必须要有河流的侵蚀和搬运作用，才能将由硬化了的大洋软泥所构成的海底，改造成砂砾层。此外，那些奇怪的生物化石也令人费解，据船上的古生物学家说，它们都属于生活在滨岸泻湖(lagoon)中的生物属种。然而，我们的钻孔位于水深二千公尺处，除非地中海曾经失去大部分的海水，在如此深的海域中是不可能有泻湖存在的。难道地中海真的一度与大西洋隔绝，并曾经是一片沙漠吗？

我开始假想直布罗陀当年曾是一道地峡，阻碍了大西洋和地中海之间海水的流通。地中海地区骄阳似火，海水不断蒸发，导致这片海域的干缩。随着海水盐度的增大，几乎所有的海洋生物都死绝殆尽，只有一些耐盐性极强的蛤类和蜗牛才得幸存。这个内陆海渐渐变成了一个巨大的盐湖，就像是扩大了一百倍的死海一般。当咸水密度增大到一定程度时，石膏就开始沉淀下来，但蒸发作用仍在继续。最后，地中海的海底终于暴露在光天化日之下。这时，附近的海底火山自然也就成为一座陆地火山，堆积于火山坡上的大洋软泥和石膏层则发生了石化，于是，流经这片地域的河流便沉积了我们所见到的砾石层。后来，大西洋的海水可能又突破了直布罗陀的大地峡，汹涌而入，灌满了地中海盆地。因而，曾经是一片盐漠的地方，又出现了一个蔚蓝的深海。

失踪的大西国

仅仅根据如此一鳞半爪的证据就编派出这么一套故事来，未免失之轻率。雷恩就对我的这套“排山倒海”之说深表怀疑。早在1971年，雷恩和他的指导教授赫西(Brackett Hersey)就曾在伍兹霍尔(Woods Hole)海洋研究所的“铁索号”(Chain)调查船上，用新发明的连续震波剖面仪调查过地中海。这是50年代末期研制出来的一种超级回声测深仪，它不仅可以记录直接从海底反射回来的声波，还能发射和接收穿透到海底几公里深部的坚硬岩层而反射回来的声波信号。他们很快就发现，地中海海底下方100至200公尺处有一道声波反射层，但对于这道反射层的组成物质和成因则一无所知。为了方便起见，他们把这个神秘的岩层称为“M层”，而其顶面就叫“M反射层”。之后的十个年头，美国和法国的科学家又利用连续震波剖面仪继续在地中海进行研究。无论在哪里，他们都可以记录到这道无处不在的M反射层，并且，科学家们还发现M反射层的形态与地中海的海底地形非常相似(图三)。而在M反射层之下，还有一层沉积物覆盖着地中海的基底，犹如山地、高原上覆盖着的皑皑白雪一般。显然，M层是在地中海深海盆地已经形成、且水深与现在相仿之后才堆积下来的。因此雷恩和其他地球物理学家深信：不管构成M层的沉积物是什么，它们必定都是深海沉积物，或者是像雪花缤纷飘落到起伏不平的深海底上的细粒所沉积形成的。P6-8

碧波万顷的地中海竟曾一度成为白茫茫的荒漠！这个轰动一时的大消息，在当时的报刊上所占据的版面，远超过那些虽然更为重大、但却没有如此耸人听闻的科学成就。掀开这一科学事件的帷幕是在1970年。那时候，我和雷恩(Bill Ryan)同为“深海钻探计划”(DSDP，Deep Sea DrillingProject)地中海钻探航次的共同计划主持人。我们手下有一个由古生物学家和沉积学家组成的科学班底，各自在自己的专业领域里显现才学，提出了无比宝贵的见解；还有一个兢兢业业的钻井队，堪称钻探作业的中坚——他们都是这个重大科学发现的功臣。

当然，我们的大发现特别须归功于那些促成钻探船“格洛玛·挑战者号”地中海之行的机构和人士，他们是：本航次的计划者——“联合海洋机构地球深部采集计划”(JOIDES，Joint Oeeanographic Institutions Deep EarthSampling)、本航次的执行者——“深海钻探计划”、该计划的倡导者——“美国国家科学基金会”(National Science Foundation)，以及该计划的资助者——美国国会。此外，我们也不能忘记前“美国百科学会”(American Miscellaneous Society)那些才华横溢的先驱者，正是他们提出了钻探深海的构想，才有今日的成果。

“格洛玛·挑战者”的战役

一些德文的报道把“钻探航次”一词翻译成“钻探战役”(Bohrungskampagne)。确实，用“战役”也许比用“航次”来得更贴切。那时，我们确实不是到海上去做一次普通的航行，而是去向大自然挑战，而且结果险些一败涂地。在六个星期的战斗中，我们经历了一次又一次的挫折，有人曾感慨地用“遍尝苦果，历尽艰辛”来总结我们当时的处境。我们有一部分作业纪录简直像是一部灾难史，至今读来仍令人不寒而栗。我们曾多次因为遇到坚硬的岩层而无法钻到目的层，不过，终能否极泰来。大自然尽管莫测高深，毕竟还是掩藏不住它的秘密；地中海的千古之谜终于被我们揭开了！

我们“格洛玛·挑战者号”上的69个人，在海上漂泊了整整两个月。虽然每个人的生活经历各异，但却殊途同归，都在为这项伟大的科学事业奉献自己。我们之中有钻工、水手、作业经理、船长和航海技师。大家从事的是一项艰巨的任务，每个人都为自己在工作中取得的成就觉得自豪；然而，每个人也都没有想过要索取任何额外的报偿。我们这些随船科学家，专门负责地质讯息的解读，工作起来常常废寝忘食，火气很大，因此分歧、妥协、抱怨和误会在所难免，但有时也不乏幽默感的滋润。我在“战役”的白热化阶段，躲进船上的操控室里草草写下了这本书的初稿，记下了我们的喜怒哀乐和甘苦。其实，我的感受与身临第一线的钻工们相比，简直微不足道。而从那时起，我才渐渐学会在平淡无奇的日子里领略他们的生活智慧。看来，那时的困顿并非总是使我们心有余悸，实际上，“格洛玛·挑战者号”上的生活留给我的，主要还是亲切的回忆。现在想来，我们当时都很通情达理，但有时也颇意气用事，俨然是生活在一片狭小的、远离尘嚣的绿洲上的一个吵吵嚷嚷却也和乐融融的大家庭。

在这本书里难免会出现一些专业术语，笔者尽量在它们首次出现时，在不破坏叙述连贯性的前提下稍加解释。原稿的修改是在普林斯顿大学出版社科学编辑泰纳的鼓励下完成的。笔者感谢勒皮雄的指点和哈腾多夫(Carolina Hartendorf)的协助。在本书的出版过程中，承蒙林哈特(Olivier Leenhardt)、撒普(Marie Tharpe)、美国地球物理联合会(Ametican Geophysical Union)、美国地质学会(Geological Society of America)、“深海钻探计划”等个人以及组织，慨然允诺复制图片，格伯尔(urs Gerber)和乌尔(Albert uhr)代为照相和制图，在此一并致谢。

最后，笔者谨向雷恩致以崇高的敬意，并愿借此书来纪念我们在海上建立起来的深厚友谊。

第十三航次在地中海下面发现了蒸发岩层，从而证明深海底下存在着盐层，而且巨大的盐层是在甚短的地质年代期间内形成的。几乎与此同时发生的地中海盐度危机，则意味着在250多万平方公里的区域范围内，环境、生态都发生过浩劫般的变化。蒸发岩层是在地中海因蒸发而干涸时堆积下来的。我们的这一解释引起了科学界各式各样的反应，赞成的意见不少，但也有许多评论持怀疑态度，或抱有明显的敌意。

意义深远的结论

对于一些惯于用归纳法和演绎法思考问题的人来说，我们的这一见解并不难接受。跟这个问题有关的两个要素是盆地的深度和盆地内咸水池的深度。如果我们用“深”和“浅”这两个形容词来描述深度，即可得出以下四种排列组合：(一)深盆深水；(二)浅盆浅水；(三)深盆浅水；(四)浅盆深水。其中，浅盆深水的情况在自然界是不可能出现的。

1970年第十三航次所得到的地质资料足以证明，第一、第二两种组合也是不可能的。根据福尔摩斯大侦探的推理原则，剩下的只有深盆浅水或者说是干涸深盆地，才有可能，但看上去这又似乎是难以令人置信的。更遗憾的是，这个发现在科学报告发表以前很早就已成了新闻，并以头版头条赫然刊载于报纸和杂志上。这种二手报道删去了全部的技术细节，因此我们关于地中海干化的假说便横遭扭曲，从而引起人们极大的反感，使一些人士不愿接受这个理论。许多工作于远离地中海地区的同行，对此态度冷淡，一笑置之。其他一些多年来研究这个问题的同事，则抱着根深蒂固的成见，一旦我们的发现与他们最引以为傲的高见有悖，他们就置事实于不顾而刻意避而不谈。还有一些则似乎学识见地和思路过于狭窄，以致无法领悟一些新发现的意义所在。有少数同事犹死抱住深咸水囊沉淀的见解，而对叠层石的证据视而不见。其实，正是这些叠层石证明了水的深度很浅，阳光能穿透海水而使深盆底上的藻席得以滋长。还有一些人坚持，在蒸发岩沉积期间，那里必是一个浅盆地；他们完全忽视了一个事实，即：下伏有海洋地壳的盆地，必定位于海平面以下数千公尺。

雷恩、希妲和我，虽然对这个假说的正确性深信不疑，但是我们还是努力寻找机会来进一步小心求证。我们毕竟是用有限的船时，根据非常有限的样本，而得出了一个意义深远的结论。我们仅有的能证明东地中海有蒸发岩的可靠证据，只是一些在钻125号钻孔时，从提起的钻头上刮下来的淤泥中夹杂着的石膏碎片而已。我们没有真正鉴定出钾盐；我们没有钻穿蒸发岩层的底部来研究盐度危机的开端；而且，我们的岩心也太少，尚不足以证明地中海在干化以前是一个深海。也没有多少资料能告诉我们，地中海是在什么时候又是如何变成一个大盐湖的？

证据是如此的零星，以至于在参加第十三航次的科学家内部都不能达成一致意见。提出干涸深盆地理论的船上报告，仅仅是由希妲、雷恩和我编写的，因为只有我们三个人确信这一观点，其他人则宁愿倾向于别的解释。所以，当美国国家科学基金会第三次把“深海钻探计划”延长到1975年秋季，“乔地斯”决定安排第二次地中海钻探航行时，我们真是高兴万分。

第二次地中海钻探行

1975年4月2日，“格洛玛·挑战者号”从马拉加(Malaga)启航，开始了“深海钻探计划”的第四十二A航次，并于5月21日回到伊斯坦堡(Istanbul)。法国石油研究院的蒙塔特(Lucien Montadert)和我是共同计划主持人，有十位来自法国、德国、意大利、英国、瑞士和美国的随船科学家协助我们工作。其中只有希妲和我是参加过第十三航次的“老兵”，其他都是“乔地斯”小组选来的新手。这次，“格洛玛·挑战者号”在海上航行了37天，行程6000公里，共在8个站位上打了11个钻孔，穿透了4461．5公尺的沉积层，回收到670公尺长的岩心样本。但是，我已无法摆脱一种泄劲的感觉，已失去了第一次地中海航行时所怀有的激动心情。

第二次地中海钻探航行的任务更加枯燥也更加困难。但是，我们仍尝到了各种海上生活的喜怒哀乐，更重要的是，科学技术上的成就也是十分显赫的。我们做到了五年前所没能做到的事——钻穿地中海的蒸发岩层，得到了地中海早期历史的纪录。我们找到了无懈可击的证据，证明在至少为1500万年前的墨西拿期干化之前，地中海曾是一个深海。我们在东地中海获得了许多的蒸发岩样本。我们在预测地点找到了钾盐，这种从高密度盐水中最后结晶出来的较为易溶的盐类，应当一直存在于地中海盆地最深的中央部位(第374号站位，图二)。如果我们什么时候能够研究出一种深海采矿技术，地中海下面的钾盐就可以为人类提供几乎取之不尽、用之不竭的化肥。

我们还查明了一个事实，即：地中海在盐类沉淀下来以后的几十万年期间里，一直是个咸水湖。显然，这次浩劫性的干化使欧洲的水系发生了改组。东欧和中欧的大河将大量淡水注入一个从奥地利延伸到乌拉尔山脉的古大湖——巴拉特提斯海(Paratethys)中(图三十九)；但是当地中海干涸时，它们就被纳入了地中海水系。大量淡水流入盐戈壁，形成一系列巨大的湖泊(图四十)。

我很高兴，船上的科学家在关于墨西拿期盐度危机期间干涸深盆地的见解上，取得了近于一致的意见。第四十二A航次的最终报告反映了大多数随船科学家的意见。毫无疑问，地中海在盐度危机之前即已存在，而在蒸发岩形成的时候，这个深海发生了干化，成为一片大荒漠！