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1770年4月19日,英國海軍上尉詹姆斯·庫克首次抵達澳大利亞東南海岸。歐洲人在1606年已經“發現”了澳大利亞大陸,但直到1642年才意識到這個新“島嶼”的大小。然而,關於這片新大陸的首次地質描述直到19世紀初才出現。
1800年10月,兩艘船——“地理學家號”和“博物學家號”——從法國勒阿弗爾港起航。在尼古拉斯·博丹船長(1754-1803)的指揮下,地理學家、天文學家、藝術家、博物學家、動物學家、植物學家和2位礦物學家——路易·德普什(1774-1803)和查爾斯·拜利(1777-1844)——受命探索、繪製地圖,並最終為法國宣告這片新世界的新領土。在最後一刻,年輕的動物學家和訓練有素的古生物學家弗朗索瓦·奧古斯特·佩隆(1775-1810)也加入了探險隊。
德普什(在探險期間去世)的地質觀測記錄在傳送給博丹的各種報告中。拜利返回法國後將發表一些筆記,佩隆將他的研究納入探險隊的官方報告中。
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1801年5月27日,盧因角的荒涼土地出現在視野中,博物學家們在沃納魯普灣沿岸登陸,在那裡他們收集了澳大利亞動物、植物和岩石的第一批標本。
圖1. “博丹”探險隊,路線繪製在路易·德·弗雷西內(1779-1842)的“新荷蘭總地圖”上,該地圖於1811年作為1800-1804年探險成果的一部分出版(影像屬於公共領域)。
一場風暴迫使人們在陸地上停留了幾天,一人在試圖返回船隻的失敗嘗試中喪生(在整個探險期間,共有32人死亡,佔船員的13%,考慮到那個時期,這是一個令人驚訝的低比例)。風暴使兩艘船隻分離,“博物學家號”駛往當時的荷蘭殖民地帝汶島,船員在那裡感染了瘧疾和其他熱帶疾病。“地理學家號”於1801年11月靠近塔斯馬尼亞島,探險隊將在那裡停留三個月。
1802年4月,“地理學家號”遇到了英國艦船“調查者號”。“調查者號”的探險隊將繪製南澳大利亞大部分地區的地圖,並證明澳大利亞是一個大陸,而不是像一些地理學家認為的那樣,是被海峽隔開的兩個島嶼。這對博丹船長來說是一個令人失望的發現,因為在英國探險家已經宣告的領土之間沒有明顯的地理分隔,整個大陸都必須被視為英國的領土。
博丹船長、船員和博物學家現在只能寄希望於探險的科學成果來獲得一些名聲。
德普什和拜利使用了一套由著名的法國地質學家德奧達·德·多洛米厄開發的岩石分類方案,分為四個類別。他們識別出原生巖,如花崗岩;次生巖,如層狀砂岩和石灰岩;沖積層(近代沉積物)和火山岩,如玄武岩。這些岩石在澳大利亞的存在是一項重要發現,它證明了在歐洲開發的分類方案可以應用於全球。
圖2.查爾斯-亞歷山大·萊綏爾和尼古拉斯-馬丁·佩蒂特的範迪門斯地地圖,用於“南方大陸探險之旅”。這兩位年輕人在探險之初是Unskilled workers,被博丹邀請為航海日誌繪製插圖——兩人都將成為當時最熟練的動植物藝術家。在塔斯馬尼亞島上發現的花崗岩使佩隆和其他地質學家確信,最古老的——原生的——岩石是花崗岩,構成了所有大陸的基底(影像屬於公共領域)。
佩隆注意到澳大利亞西海岸的水平砂岩和石灰岩層(塔馬拉石灰岩),並根據與近代沉積物的相似性得出結論,這些岩層是沿古代海灘沉積的,這意味著地質時期海平面發生了巨大變化。
“現代地質學研究最偉大的成就之一,也是最無可辯駁的成就之一,是確鑿的知識,即在過去,海平面高於現在。在舊世界和新世界的幾乎所有地方,都存在著這一現象的證據,而且證據非常明顯。只有在南方大陸,這一點仍有待證實,因為憑藉其巨大的面積,它可能被證明是海洋曾經統治陸地的普遍性的一個重要例外。”(佩隆與弗雷西內,1816年)
不幸的是,返回法國對佩隆來說將是令人失望的。博丹船長在帝汶島去世,法國當局對帶回歐洲的22萬件動物、植物和岩石樣本,73只活體動物,3只袋鼠,2只鴯鶓和3只袋熊幾乎沒有表現出興趣。
佩隆僅在1807年,經過漫長的資金爭取之後,才出版了他的報告“南方大陸探險之旅”,並在三年後,在第二卷完成之前去世。然而,探險期間收集的海貝殼將由一位重要的法國博物學家——讓-巴蒂斯特·德·拉馬克進行研究。1804年,拉馬克發表了他的關於物種變異的理論,部分基於對法國沉積物中發現的化石貝殼與在澳大利亞採集的活軟體動物貝殼相似但不相同的觀察。
圖3. 佩隆在塔斯馬尼亞島的海岸上發現了一種形狀奇特的三角形活蛤——南極三角蛤——一種僅從巴黎盆地沉積物中發現的化石中已知的雙殼綱屬。他注意到這種活體標本與化石標本的相似之處——這是考慮化石物種和現存物種之間關係的重要一步。來自巴伐利亞白堊紀沉積物的三角蛤屬sp。
不幸的是,對於拉馬克——以及博丹探險隊的博物學家們——他將他仔細的觀察與大膽的推測混為一談。拉馬克注意到生物體隨時間的變化,但他無法解釋為什麼會發生這種變化,或者為什麼某些生物體滅絕或倖存下來——除了援引最終原因並暗示超自然方案。地質學家查爾斯·達爾文後來認為拉馬克的作品“毫無用處”。
參考書目
GLAUBRECHT, M. & MERMET, G. (2007): Josephines Emu oder Die Geschichte einer vergessenen Expedition. GEO Nr.6/2007: 98-122
MAYER, W. (2008): 澳大利亞西部的更新世塔馬拉石灰岩的早期地質調查。來自GRAPES, R.H.; OLDROYD, D. & GRIGELIS, A. (eds) History of Geomorphology and Quaternary Geology. Geological Society, London, Special Publications 301: 279-293
MAYER, W. (2009): 博丹探險隊在澳大利亞的地質工作(1801-1803):礦物學家、發現和遺產。《地球科學史》第28卷第2期:293-324
RUDWICK, M.J.S. (2005): Bursting the limits of time - The reconstruction of Geohistory in the Age of Revolution. The University of Chicago Press, Chicago, London: 708