寻找地球上的金钉子

参观一个地质博物馆，我才知道原来地球是由112颗“金钉子”缝补连缀而成的。中国有11颗，最后一颗在贵州。我不觉起了好奇心，专程从北京到贵州去找这颗神奇的金钉子。

“金钉子”是一个形象的比喻。源于1869年首条横穿美洲大陆的铁路胜利完工，这在当时是一件大事。疲劳的建设者们不忘浪漫一把，就把一颗由18K金制成的道钉，钉在最后一根铁轨上，以作纪念。1965年，国际地质科学联合会（简称国际地科联）借用金钉子一词来命名地球不同年代的岩层。

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 让石头说话

 讲述地球史的秘密

人类从哪里来？从低等生物一步一步地走来。低等生物何时出现？要到地壳中的化石里去找。生物出现、灭绝、再出现、再灭绝，顽强地生存发展，直到有了人类。这么说来，生物发展史就是地球发展史，但又不完全是。因为在没有生物之前先有了地球，是地球无意间孕育了生命。地球的年龄大约是46亿年，生物的出现是在38亿年前，16亿年前出现肉眼可见的生命，人类的出现则只有300万到400万年。有一个生动的比喻。如果把地球的年龄比作一天24小时，人类的生命则只有3分钟。但这只有3分钟的人类，却有超强的大脑，足够的想象力和无穷的智慧，居然想要弄清自己出生之前的地球。

研究历史是用考古法，挖掘地表土壤中的人类文化遗存，分出历史朝代。研究地球史也是用考古法，不过是寻找地壳岩石中的生物遗存，即化石，以区分出地质年代。科学家在上一个年代与下一个年代的交接处做了一个记号，为它“凿”上了一颗“金钉子”。

对地球历史的探源是一项大海捞针的工程，更是一场没有尽头的跋涉。我们可以这样想象，在46亿年前的浩渺太空中，地球就像一团飞速转动的泥丸，在转动中不断崩裂、黏合、被挤出，涂上新的岩浆，融进了新的物质，孕出新的生命，时而隆起成山，裂地为谷，陷落为海，怒喷巨火。然后再崩裂、黏合、岩浆奔流，又来一遍沧海巨变，凤凰涅槃，如此反复无穷。又像是制陶艺人工作转盘上的一团泥，在飞速转动中不停地被拍、打、挤、捏，再上釉涂彩，进炉过火，然后成壶成罐，成碗成碟。这时我们随便拿起一只碗，你还能分得清它已经从当初的一团泥嬗变了多少层吗？但是，地球再大也没有人的脑海大，历史再久远也没有人的目光看得远。地层学就专门来解决这个难题。全球还专门有一个科学组织：国际地质科学联合会，下面有一个分会就是“国际地层委员会”。科学家把46亿年以来的地层单位，分为“宇、界、系、统、阶”五级，相应的时间单位就是“宙、代、纪、世、期”五个时期。原来时间就隐藏在这五个地层里，或者说这五个地层就是凝固的时间。这样我们就可以看“层”辨“时”了。迄今为止，地层的基本单位是“阶”，像楼梯的台阶一样，上下层阶阶相连。就是说我们要给地球走过的每一个台阶都做个记号，手里共需要准备112颗金钉子。

但是46亿年啊，顽石层层，史海茫茫，怎样才能找到某一个台阶，然后再去“凿”上一颗金钉子呢？不要怕，有一条哲学原理管着：世上没有绝对静止的事物。小至一个人，大至一颗星球，只要你一动就会留下脚印。地球转动了46亿年，总会留下一些蛛丝马迹，让科学家抓住小辫子。它留下的痕迹主要有两个。一是，每个时期总会有一个代表性的物种出现和消失，它的信息就会保存在岩层的化石里。二是，哪怕一块石头也会变老。岩石里有些物质在不停地放射，自然就留下了脚印。不论是人还是物，这个世界上最藏不住的就是年龄，一个孩子总会变成老人，再会打扮的人也挡不住悄悄爬上眼角的皱纹。只要在地球的某一层岩石中找到相应的物种化石，再辅测它的化学成分，就可以断定年代了。科学家就是用这个办法，让时间倒流，让石头说话，为我们讲述地球过去的故事。

为了严谨，国际地科联公布了非常苛刻的金钉子标准。必须有自然的、完整的、足够长度的地层剖面。内含有标志那个时期最早出现的生物化石。另外还特别加上一条人性化的规定：要求剖面所在地环境开阔，交通方便，便于人们公开研究参观和交流。现在全球假设的112颗金钉子已经找到了78颗，在中国有11颗，贵州这颗就是中国的第11颗为“寒武纪3统及5阶标准剖面点”。它的意义很特别，身兼两职。即在“宇、界、系、统、阶”的五层系列中，它既是一个“统”的标志，又是一个“阶”的标志。我们打个比喻，在中国历史中，习惯把每朝的开国皇帝称为“高祖”，比如汉高祖刘邦、唐高祖李渊。现在贵州的这颗金钉子就好比唐高祖李渊。对上，他是隋、唐两朝的分界点；对下，他又是唐高祖李渊与唐太宗李世民两代的分界点。它是一颗“高祖级”的金钉子。而以三叶虫化石为代表，这个点位距现在大约已有5.08亿年。

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科学家与农民  

合力找到金钉子

与贵州这颗金钉子有关的关键人物有两人。一个是研究并确定金钉子点位的科研团队带头人，贵州大学的赵元龙教授。一个是在现场挖掘并守护化石剖面30年的苗族农民刘峰。这两个身份迥异，年龄和文化知识差别极大的人却红花绿叶，演绎出了一个地球故事。

     贵州省剑河县

到贵阳的当天下午，我即去拜访赵元龙教授，他已经86岁，住在一座没有电梯的老楼七层。我上下楼都气喘吁吁，而他还在上班，有时还要出野外。地质学研究最大的特点就是野外考察，一卷行李、一个铁锤，走遍天涯。赵教授的大半生几乎都是在苗岭的深山密林中找化石，“只在此山中，云深不知处”。他的女儿也50多岁了，她说小时候的记忆就是父亲不停地出野外。而且由于费时长，科研经费不足，他经常是先自己垫钱出差，再向单位报销，白贴上去的钱也不知有多少。他一生的精力全在研究地层学，特别是寒武纪这一段的分层。为了寻找这颗金钉子，国际学术界争论了一百年，到后期逐渐集中在中、美、意三国的三个候选地上，又反复论证了30年。直到2018年，国际地科联经过多次现场考察，反复比较，层层投票，终于一锤定音，把这颗金钉子砸在了中国贵州省剑河县的深山中。正式命名为“苗岭统乌溜阶全球界线层形剖面和点位”，联合国教科文组织发来了证书。就是说，中国贵州的苗岭山上有个叫乌溜的地方，是地球46亿年历史的一个定位点。赵教授说这是一门冷学问，寒武纪的这一段定位研究，全球不超过一百个人，中国也不过几十个人，他们是地球尖兵。但这背后是举国之力，象征着一个国家的国力和学术高度。赵教授几乎耗尽了一生心血。老人近来身体已大不如前，女儿心疼地说准备卖掉现在的房子换一个有电梯的新楼住，起码上下楼方便一点。好在他已经带出一个强大的团队。我的采访主要是由团队成员兰天副教授——一个很有学者风度的小伙子，帮助完成的。

隔天，我又驱车前往剑河县八郎苗寨，去拜访金钉子的守护人刘峰。这是一个很壮实的苗族农民，皮肤黝黑、身材粗短、虎背熊腰，猛一看像个举重运动员。他家就在剖面现场的一个小山头上，自己就山势修了一个化石陈列馆，上挂一块横匾，刻着一行斗大的字：“等你五亿年”，字是赵教授亲笔书写的。我往门前一站，一股磅礴之气一下就罩住了全身。馆内全是他30年来亲手挖的5亿年前的化石，馆外是个平台，可俯瞰苗岭群山，茫茫苍苍直到天际。这位苗族汉子滔滔不绝地向来人讲述着每一块化石的年份，所含物种的科学价值。在我们这些外行看来，他完全是一位令人仰视的地层科学家了，只不过他的谈话中时常夹杂着一些草根故事，会让人捧腹大笑。

作者梁衡（左4）与刘峰（左3）在化石陈列馆前合影

刘峰在陈列馆内为作者讲解

天气闷热，看完室内的化石，我们拉过几个小凳子坐在平台上，切了一个大西瓜，慢慢细聊。他说，1982年，赵教授带着几个学生来到八郎苗寨的山上采化石、选剖面，顺便就在本村雇了6个农民帮助敲化石，每天工资3元钱。刘峰第一天就敲出一块从没有见过的化石。后经对比研究是一个新发现的物种“始海百合”。赵教授大喜，说：“你真好手气。”立即奖励3元，他高兴地说，等于我头一天上班就挣了双份工资。为此赵教授还请他喝了酒，以后就形成了一个不成文的规矩，凡有新的发现，赵教授就请大家吃一顿。但是干了没多久，别人嫌钱少，都陆续不干了。他也想打退堂鼓，最终在赵教授的劝说下坚持下来，如今已成了八郎苗寨的地质土专家，化石收藏第一人。

     挖出的古生物化石

地层学是一门精细深奥的学科，但具体操作起来，却比建筑工地上的农民工还要辛苦。朱自清在他的散文《谈抽烟》中说：“当你点燃一支烟时，不管是蹲在石阶上的瓦匠，还是靠在沙发上的绅士，这种享受是一样的平等。”地层学的研究，当具体到在剖面作业时，不管你是教授专家还是临时雇来的农民工，在石头和锤子面前也是一样的平等。而一块能让人眼前一亮的完美化石，却经常会最先出现在农民工的粗大的黑手里。就像足球比赛，有时临门一脚全靠运气。赵教授经常会扔过来一块石头说：“小刘，你的手气好，你来敲！”200多米长的剖面，每隔20厘米都要采样敲石。这可不是平常说的那种考古，用一把“洛阳铲”探挖脚下松软的黄土，这是在敲5亿年前坚硬的石头啊。刘峰刚开始只是为了一天3元钱的收入，后来对化石渐渐有了兴趣，再后来在赵教授的言传身教下，已经成了专家们离不开的助手，就连外地的古生物研究单位都请他去出现场呢。他第一次走出大山，受邀到外地帮助带几个学生敲化石，对方说你先一天到，选最好的旅馆住下。他一咬牙，选了个一晚30元的旅馆。第二天主人来了说，你这个身份该住300元一天的呀，他才第一次意识到了自己的价值。

一个叫罗伯特的美国专家和他交上了朋友，特别喜欢喝他家的米酒，像喝啤酒一样大碗大碗地喝。不想，那天开会前喝多了，影响了研讨。为此赵教授把他狠批一顿。2006年，国际古生物协会在北京开会，会后要选一个外地考察路线，罗伯特立即站起来说：“去贵州八郎吧，那里有苗寨米酒，有戴满银饰的姑娘，有苗歌，有踩鼓舞，有最好的地质剖面。”想不到一个深山里的苗族农民，却成了中国地质界的品牌，为金钉子落户中国悄悄发挥着作用。

我问他，长期在野外作业有没有遇到过什么危险？他说最危险的一次就是精选了一大口袋化石背着下山，一到公路边上碰到两个送粮的农民。三个人正说着话，后面来了一辆大卡车，把他们一起撞飞了，其中一个人当场死亡。电报打到贵阳，赵教授腿都软了。我开玩笑说，赵教授是不是心疼他的那一袋化石？他却很认真地说：“不是。当时我要是死了，赵教授那一点可怜的科研费还不够我的丧葬费呢。他的研究立马断档，那就彻底完了。”他虽然舍不得离开赵教授，但生活实在太清贫。眼看村里人外出打工都盖起了新房，他又几次动了走的心。那年姑娘考上大学，没有学费，他想退出工作。赵教授赶忙发动地质界的朋友，一次捐了8000元，先送孩子入学。他家姑娘大学期间穿的衣服一直是赵家送的，而赵教授时常背一卷行李，带着学生爬到山上来，就住在他家的阁楼上。一次为向国际地科联准备申报资料，赵教授请了国内最著名的几个顶尖级地层专家来到八郎，就住在他的小木屋里。是夜风雨大作，山洪暴发，小屋几欲被掀翻。专家们浑身湿透，围着火盆听雷声。刘峰和他的老父亲，连声安慰，添火送水，陪着专家一直枯坐到天明。一个汉族知识分子和一个深山苗寨里的农民，为了那颗理想中的金钉子，在这里一盯就是30年。这恐怕是国际地学研究界少见的一道中国风景。陈毅说，淮海战役是中国农民用支前的小车推出来的。“苗岭统”这颗金钉子是朴实的苗族兄弟用铁锤一点一点从5亿年前的岩石中敲出来的。

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 具宇宙之视野 

怀人类之担当

科学发现有时是先有偶然的邂逅，然后再去顺藤摸瓜找规律，如牛顿看到苹果落地。有时是先有了一个科学假设，然后再去寻找实证，如门捷列夫的元素周期表。金钉子的寻找就属于后一种类型。英国人莱伊尔在1833年出版了地质学原理，提出的地层理论已近200年。而寒武纪第三统第五阶的金钉子假设，也已经被论证了100年。直到中国科学家终于在贵州找到藏有“印度掘头虫”三叶虫化石、厚达200多米的地层剖面时，这个5亿多年前的地层标准才算是被确立。相当于70多层楼的高度啊，像切豆腐一样，5亿年前的岩石一刀切下去，剖面纹理清晰，化石要素俱全。到哪里去找这样天衣无缝的剖面呢？一颗闪亮的金钉子终于钉在了中国的西南角，苗岭山中的白云深处。

地壳碰撞挤压产生的岩层纹理，被称为“老母亲的抬头纹”。

人类这样执着地研究地球史，到底是为了什么？古语曰：“以史为鉴，可知兴替”。金钉子所标志的正是一部地球生命的兴替史。而一切历史研究的意义，都在于回看过去预知未来。当你转动地球仪找到这112颗金钉子时，就会知道人类从哪里来，将到哪里去。往小里说，比如怎样保护地球，关注气候变化应对灾难，珍惜生物的多样性；往大里说，比如人类的进化与消亡，甚至考虑往外星球的迁移。因为每一个物种的出现和消亡大概是几百万年，人这个物种也逃不出这个劫数。我们现在还处于人类的童年期，它和以前的所有物种一样，将来是进化还是消亡，尚未可知。“天凉好个秋”，地球这条小船迟早会“载不动，许多愁”。在多少亿年后，它也会像一颗流星那样毁灭。金钉子虽小却是一个星球过去的记忆和未来的路标，也是我们人类摸着过河的石头。

地球兴亡，匹夫有责。科学的作用在于发现，更在于普及。文章写到这里，我突然觉得现在一般地理课堂上的地图或地球仪已经不够用了，应该制作一种新教具或者玩具。用112块地层组合成一个可以拆分的立体地球仪。上课前给每人发一把亮晶晶的金钉子。其中有78颗是深色的，刻上发现序号、国别、地名，用来缝缀已知的地层，而剩下的那些浅色的无名的钉子则任你去发挥想象，寻找落点。也许这个地层里有一只恐龙，那个地层里有一个三叶虫，而某个角落层里还会有一个智人。科学要求，总得有一部分人具宇宙之视野，怀人类之担当。让孩子们亲手来缝缀一颗有46亿年历史的地球，那是多么有趣的事情，它将养成一代新人宽广的胸怀和无限丰富的想象力。而且这其中定会有几个人，就是将来的赵教授。不要着急，那些颜色稍浅一点的钉子，都会慢慢地、一颗一颗地镀上真金而变成颜色沉稳的金光闪闪的金钉子。

我们要善待手里捧着的这颗地球。