探祕地球46億年的光陰故事,從日曆、時鐘到月亮、週期,我們一起探索恐龍、生物鐘、黑洞、光年、平行時空的祕密……
【愛爾蘭】莉茲·埃弗斯 著
陳曉丹 安曉梅 譯
《前言》
當飛機從巴西和祕魯交界處附近的亞馬孫河上空飛過時,巴西印第安人事務部拍下了一組令人驚訝的圖片——一個與世隔絕的部落。在照片中,這裏的人有的將皮膚塗成紅色、黑色,但所有人都充滿好奇地擡着頭,注視着這個金屬的“大鳥”從空中劃過。
探討“時間的概念”存在與否,會對我們的生活造成困擾。
對於時間,每個人都很主觀:同樣是一小時,在醫生候診室就覺得漫長無比,與好友相處卻稍縱即逝。
時間科技的演化:最早刻在鷹翼骨上的日曆到後來的量子鍾。
時間如何減速,如何加速?
探究恐龍和人類的遠親,利用太陽和月亮辨別時間,瞭解掌控我們日常生活中節奏的體內生物鐘。
穿過蟲洞和黑洞進入未來、跨過光年、窺探平時時空。
巴西亞蒙達瓦(Amondawa)部落:人類學家1986年首次發現。
這個部落的人們沒有“時間”這個抽象概念。既沒有形容時間的詞彙,也會以月或者年來分割時間。
甚至他們不會使用年齡,而是通過給每個人起不同的名字來表示不同的人生階段和在部落中的地位。
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他們也不懂如何計時,沒有日曆、沒有鐘錶,僅有有限的計數系統。
第一章 史前大陸
地球生日快樂
宇宙誕生:
時間:1645年。
地點:英國北愛爾蘭阿馬郡聖公會
人物:主教詹姆斯·厄舍(James Usher)
事件:宣告宇宙誕生時間爲公元前4004年10月22日傍晚6點。
依據:據說這是他研習《聖經》和世界歷史多年得出的權威結論。
反駁:地質學和達爾文進化論表明,地球要比主教判定的年齡古老很多。
如今:大家普遍認爲地球已經存在約45.4億年之久,即4540000000歲。
依據:45.4億這個數值是經由複雜數學計算和放射性定年法推算而來的,後者包括放射性碳定年法、鉀氬定年法和鈾鉛定年法。
放射性定年法:
本質:是基於放射性衰變,利用自然發生的放射性化學成分(同位素)與其衰變產物的比率來 推算時間的。
例如:我們知道放射性化學成分鈾衰變會形成鉛,看一塊石頭的鉛含量就能計算出最初有多少鈾,共花費多長時間才衰變出這麼多鉛。
也就是說,科學家將此技術應用於非常古老的石頭和礦物質的檢測中,包括隕石和從月球採集的礦物樣本,才得出了上述45.4億年這個神奇的數值。
結果:從目前的看來,這個結論得到了多數人的認可。
普遍認爲,太陽系的出現不會比這些物質早太久:
目前所知的最古老的地球物質:
地點:西澳大利亞
物質:鋯石晶體
時間:已有44億年曆史
目前所知的最古老的隕石物質有45.67億年曆史
宇宙大爆炸:
時間:發生於135億到137.5億年之前
意義:最有影響力的一種學說,認爲宇宙是由一個緻密熾熱的奇點於一次大爆炸後膨脹形成的,並且不斷向太空膨脹,這表示宇宙本身也在不斷膨脹中。
地質時間表
用途:地球科學家、地質學家和古生物學家用來描述有關地球歷史的時間和事件。
概念:將時間與地層學聯繫歷來,後者是研究地殼表層成層岩石的學科。
證明地球歷史很悠久的成層樣本:
塞浦路斯的白堊層;
美國猶他州令人驚豔的科羅拉多高原;
法國阿爾卑斯山正面的裸露地層;
墨西哥拉巴斯附近神奇的成層島等地。
描述地質時間的地質年代單位:宙、代、紀和期
冥古宙隱生代:
是月亮和地球形成的時期。
發現了已知的最古老的礦物質——鋯石。
始太古代:
在地球形成後5億至6億年之後。
一種簡單的單細胞生物開始出現——在微體化石中找到證據
微體化石是小於4毫米的化石,通常小於1毫米,只能在光學或電子顯微鏡下進行研究。
元古宙:
地質跡象表明地球大氣開始含氧(尤其是在古元古代,約20.5億年前)。
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第一個複雜單細胞生物——原生生物於18億年前誕生。
新元古代:
又過了12億年。
第一批多細胞動物(蠕蟲、海綿、軟體膠狀生物)化石出現(約6.35億年前)。
古生代:
距今2.55億到5.41億年前。
第一批多細胞動物進化成更復雜的魚類生物。
末期,包括北美洲、歐洲、亞洲、南美洲、非洲、南極洲和澳大利亞在內的盤古大陸形成。
各種爬行動物和兩棲動物開始四處漫遊,基本植物羣、苔蘚和裸子植物已經進化,大批海洋生物也逐漸在淺礁湧現。
中生代:
三疊紀、侏羅紀和白堊紀時期(距今2.52億年到7 200萬年前),恐龍、原始哺乳動物和鱷目出現,之後被子植物和多樣化的昆蟲也隨之出現。
至白堊紀末期,又出現許多新的恐龍物種(儘管存在時間並不久),現在的鱷魚和鯊魚類物種等也大量繁殖。
原始鳥類取代了翼龍,原始有袋動物也出現了。
這一時期,大氣中的二氧化碳含量開始接近地球目前的水平。
新生代:
人類所處的地質時代。
始於6600萬年前,稱爲“哺乳動物的時代”。
早期,恐龍滅絕、哺乳動物走向多樣化。
4000多萬年後,我們進化論意義上的祖先——第一批類人猿出現。
更新世:
20萬年前。
第一批解剖學意義上的現代人類開始活動。
全新世:
5萬年前。
目前我們仍處於該世。
人類嘗試着擺弄石器工具。
簡而言之,地球很古老,人類很年輕。
換個角度,試把地球想象成一個24小時制的鐘表,午夜前40秒,即23:59:20,第一個人類終於出現。
恐龍怎麼了?
目前普遍認爲,約6550萬年前,聳人聽聞的“白堊紀——第三紀滅絕事件”導致大量恐龍滅絕。
直到今天,該事件的根本原因仍沒有定論。
各種理論:小行星或流星撞擊地球、長時間火山爆發嚴重遮擋了抵達地球的陽光等,改變了地球生態系統。
爲此,該事件留下了一個名爲“白堊紀——古近紀界線”(K-T界線或K-pg界線)的地質特徵。
恐龍(不含鳥類)的化石就躺在K-T界線的下層,表明它們就是在這一事件發生時滅絕的。
當然,在此界線之上也找到了少量恐龍化石,科學家的解釋是化石在最初的位置遭到侵蝕,被帶離了原本的地點,然後沉積在較年輕的沉積層。
美國特立尼達湖、科羅拉多州國家公園以及加拿大阿爾伯塔省德蘭赫勒荒地等區域或國家公園,可以看到K-T界線的裸露區域。