瘋狂山脈的地質學

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"[]……我們期望發掘出前所未有的大量材料——尤其是在前寒武紀地層中,此前我們僅獲得了非常有限的南極標本。我們也希望儘可能多地獲得上部含化石岩石的多樣性,因為這片冰雪與死亡的荒涼之地的原始生命歷史對於我們瞭解地球的過去至關重要。"

本週,我們回顧了為抵達地球上最後一塊巨大的白色區域之一——南極洲內陸——所進行的鬥爭和最終勝利。100年前,人們只知道南極洲的部分海岸線和大致輪廓——這為作家的想象力提供了完美的場景。1888年,加拿大作家詹姆斯·德·米勒的小說《在銅柱中發現的奇怪手稿》在他去世後出版(布萊恩·斯威特克在他的“恐龍追蹤”帖子“誰寫了第一部恐龍小說?”中回顧了這些失落的故事)。這部小說講述了一位水手在南極洲大陸的未知區域遭遇海難的故事,在那裡火山活動使一個熱帶失落的世界得以繁榮。直到1912年,也許也是為了回應成功的南極探險,阿瑟·柯南·道爾在亞馬遜森林的偏遠地區重新創作了《失落的世界》。有趣的是,埃德加·賴斯·巴勒斯在1918年出版了《被時間遺忘的土地》的第一部分,也許是希望利用道爾故事的名氣。在這裡,熱帶森林和當然還有恐龍居住的原始世界再次位於南極洲附近的卡普羅納島上,這是(虛構的)義大利探險家卡普羅尼在1721年首次報告的。

《瘋狂山脈》是美國作家H. P. 洛夫克拉夫特(1890-1937)創作的科幻/恐怖故事,寫於1931年2月/3月,最初發表於1936年2月、3月和4月發行的歷史最悠久的通俗雜誌之一:《驚奇故事》。


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像洛夫克拉夫特的許多其他故事一樣,《瘋狂山脈》也是從第一人稱視角敘述的:地質學家威廉·代爾是1930年研究冰凍大陸地質的南極探險隊的少數倖存者之一。在發現奇怪的痕跡化石後,一個團隊冒險進入南極洲未知的內部,卻發現了一條可怕的黑色山峰鏈

"……他奇怪地確信,這種標記是某種龐大、未知且根本無法分類的生物的印記,這種生物進化程度相當高,儘管承載它的岩石年代非常古老——如果是寒武紀,甚至實際上是前寒武紀——以至於排除了不僅所有高度進化的生命存在的可能性,而且也排除了任何高於單細胞或最多三葉蟲階段的生命存在的可能性。這些碎片,帶著它們奇怪的標記,一定有五億到十億年的歷史了。"

洛夫克拉夫特今天被認為是第一批將經典哥特式恐怖故事(主要以超自然生物為特徵)的元素與現代科幻小說的元素混合的作家之一,其中對主人公的威脅來自自然敵人,即使這些生物是在與我們所知的完全不同的條件下進化而來的。他是一位熱情的科學自學者,並在他的故事中融入了當時許多地質觀測結果,他甚至多次引用了理查德·伊夫林·伯德領導的1928-30年探險隊的地質成果。

直到1929-31年,英國-澳大利亞-紐西蘭南極研究探險隊才開始繪製最後未知的海岸線,而對於南極洲內陸的地質學和古生物學仍然知之甚少。

從南極洲描述的第一個化石,矽化木碎片,是1892-93年在西摩島由卡爾·安東·拉森領導的挪威南極探險隊成員收集的(大多數化石後來被水手交易換取菸草,拉森將他的標本交給了奧斯陸大學)。最早在南極洲收集化石的地質學家之一是瑞典地質學家奧托·努登舍爾德,他在1902-03年和他的船員發現了侏羅紀植物化石、貝殼和巨型企鵝的骨骼(這些也在洛夫克拉夫特的故事中客串出現)。基於植物化石,努登舍爾德也是最早提出南極洲過去經歷過溫暖得多的氣候,並被蕨類植物和其他熱帶植物森林覆蓋的研究人員之一。洛夫克拉夫特將在他的故事中透過意外發現一個充當數百萬年沉積物陷阱的洞穴來喚起這段久遠的過去

"……這個空洞的層不超過七八英尺深,但在各個方向無限延伸,並且有新鮮、輕微流動的空氣,這表明它屬於一個廣闊的地下系統。它的頂部和底部都佈滿了大型鐘乳石和石筍,其中一些以柱狀形式相遇:但最重要的是大量的貝殼和骨骼沉積物,這些沉積物在某些地方几乎堵塞了通道。從未知的中生代樹蕨和真菌叢林,以及第三紀蘇鐵、扇葉棕櫚和原始被子植物森林中沖刷下來的這種骨骼混合物,包含了比最偉大的古生物學家一年內能夠計數或分類的更多的白堊紀、始新世和其他動物物種的代表。軟體動物、甲殼類動物甲殼、魚類、兩棲動物、爬行動物、鳥類和早期哺乳動物——大的和小的,已知的和未知的。難怪格德尼跑回營地大喊大叫,難怪其他所有人都放下工作,冒著刺骨的寒冷,衝向高聳的井架標誌著通往地球內部秘密和消失的永恆的新發現入口的地方。"

1920年,地質學家威廉·托馬斯·戈登描述了最古老的南極化石,在寒武紀時期(5億多年前)的岩石中發現的古杯動物。古杯動物,類似海綿的生物,也在來自比爾德莫爾冰川冰磧的樣本中被發現,這些樣本是歐內斯特·沙克爾頓在1907-09年試圖到達南極的失敗嘗試期間收集的。

瞭解南極洲古代歷史的願望也帶來了悲慘的後果。1911年12月14日,羅爾德·阿蒙森和他的團隊到達了南極,四周後,羅伯特·法爾肯·斯科特和他的團隊看到了帶有挪威國旗的帳篷。這個意外的發現使斯科特和他的隊員感到沮喪,他們還不得不面對即將來臨的極地冬季和物資供應不足。然而,斯科特決定在返回途中停留在冰磧處並收集岩石樣本,這浪費了寶貴的時間,並給隊員拉的雪橇增加了額外的重量。

"……冰磧顯然非常有趣,以至於當我們前進幾英里並避開風后,我決定紮營並用剩下的時間進行地質考察。這非常有趣……總而言之,我們度過了一個非常有趣的下午,但太陽剛剛照到我們,有點被夜霧遮蔽。"

這些樣本於1912年與隊員們的冰凍遺體一起被發現。1914年,英國古生物學家阿爾伯特·查爾斯·西沃德將斯科特探險隊收集的植物化石遺骸描述為舌羊齒屬和椎木屬,這兩種植物物種幾乎分佈在世界各地,後來被阿爾弗雷德·魏格納用作南極洲曾經與其他大陸相連的證據。

洛夫克拉夫特顯然對魏格納在1920年代提出的板塊漂移理論著迷,因為他在故事中描述了在一個死城中發現了一張來源不明的古代地形圖,顯示了大陸在地球表面的緩慢移動。

"……正如我所說,泰勒、魏格納和約裡提出的假設,即所有大陸都是原始南極大陸的一部分,由於離心力而破裂,並在技術上粘稠的下表面上漂移分開——這個假設是由非洲和南美洲的互補輪廓以及大山脈被滾動和向上推的方式等事物提出的——得到了這個神秘來源的有力支援。"

對於洛夫克拉夫特來說,地質學和對發現的化石的詳細描述是呈現深層時間概念的重要組成部分,尤其是前寒武紀,根據他那個時代的知識,當時地球上不存在生命。然而,代爾的探險隊在可以追溯到這個古老時期的岩石中發現了高度進化生物的痕跡,僅被稱為古老者。它們在文化、技術和能力方面都遠遠優於我們的文明,最重要的是,它們比人類古老得多,洛夫克拉夫特的故事以一個警告結束:與地球(和這些生物)年齡的幾乎難以想象的浩瀚相比,我們應該感到非常謙卑(和恐懼)。

"……我被迫發言,因為科學界人士在不知道原因的情況下拒絕聽從我的建議。我完全違揹我的意願,說出我反對這次計劃入侵南極洲的原因——包括大規模的化石搜尋以及對古代冰蓋的大規模鑽探和融化。我更不願意這樣做,因為我的警告可能是徒勞的。"

圖2. 南極洲大陸基岩的數字高程模型,資料來自LYTHE, M.B., VAUGHAN, D.G. 和 BEDMAP Consortium (2000): 南極洲新的冰厚度和冰下地形模型

今天,人們對南極洲的地質學瞭解得更多了。南極洲大陸由兩個主要的地質上不同的區塊組成,這兩個區塊被橫貫南極山脈分隔開來,橫貫南極山脈是一條長2800公里的山脈,山峰高達4000米(洛夫克拉夫特想象中的瘋狂山脈比這些山脈高出兩倍多)。

東南極洲以 Precambrian 火成岩和變質岩為主,但幾乎完全被 4000 米厚的冰蓋覆蓋。即使東南極洲被認為是古老而穩定的陸盾,地球物理調查也顯示冰下埋藏著顯著的山脈,如 Gamburtsev 山脈,這是一條長 1000 公里的山脈,山峰近 3000 米高。這些難以到達的山脈的起源長期以來一直是一個耐人尋味的謎團——火山起源、最近由俯衝形成的山脈或古代岡瓦納造山運動的遺蹟是最流行的假設。最新的研究 (FERRACCIOLI et al. 2011) 提出這些山脈是更古老的山脈,是在各個南極區塊碰撞期間的運動中形成的。

西南極洲是由五個較小的區塊組成的鑲嵌體,被西南極冰蓋覆蓋;然而,岩石在南極半島上暴露出來。南極半島是在晚古生代和早中生代期間海底沉積物抬升和變質形成的,正如啟發洛夫克拉夫特的化石所證明的那樣。

參考文獻

亨特福德,R. (2010): 爭奪南極 - 斯科特和阿蒙森的探險日記。Continuum International Publishing Group: 330

朗,J. (2003): 瘋狂山脈 - 科學家在南極洲的奧德賽。Jospeh Henry Press, Washington: 252

My name is David Bressan and I'm a freelance geologist working mainly in the Austroalpine crystalline rocks and the South Alpine Palaeozoic and Mesozoic cover-sediments in the Eastern Alps. I graduated with a project on Rock Glaciers dynamics and hydrology, this phase left a special interest for quaternary deposits and modern glacial environments. During my research on glaciers, studying old maps, photography and reports on the former extent of these features, I became interested in history, especially the development of geomorphologic and geological concepts by naturalists and geologists. Living in one of the key area for the history of geology, I combine field trips with the historic research done in these regions, accompanied by historic maps and depictions. I discuss broadly also general geological concepts, especially in glaciology, seismology, volcanology, palaeontology and the relationship of society and geology.

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