本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
“我对实践地质学所知甚少,但我对它所涉及的所有更广泛的问题都非常感兴趣”
阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士 (1896)
当查尔斯·达尔文于 1859 年 11 月出版《物种起源》时,地质学家仍在讨论地球的年龄。漫长时间是解释过去缓慢而渐进的变化导致近期生物多样性的必要前提。然而,物理学家对重建的地质年龄的计算和批评给达尔文和华莱士等进化论者带来了巨大的问题。达尔文没有公开谈论这个问题,但他确信,地层柱的厚度只能用远古的地球来解释,而物理学家的计算是基于错误的假设。
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A.R.华莱士也对地质时间感兴趣,并且对激进的新思想更加开放,不惧怕公开讨论它们,他为这个问题选择了一个有趣的解决方案。他认为,过去突然的气候变化显著增加了进化压力,从而加快了生物进化的速度。因此,即使地球不是数十亿年,而是数百万年,进化也足够快,足以解释近期的动植物。华莱士对最近和最深刻的气候变化特别感兴趣:冰河时代。
1842 年,法国数学家约瑟夫·阿方斯·阿德马尔认为,太阳辐射的减少可以解释地球表面的突然降温。基于此前提,他计算了地球绕太阳的轨道变化,得出结论,地球在最近经历过多次冰河时代(不仅仅像当时地质学家提出的一个或四个)。
自学成才的数学家和看门人詹姆斯·克罗尔(1821-1890)在 1864 年之后对冰河时代问题产生了兴趣,并根据最新的天文数据重新计算了冰河时代的发生。1875 年,他将他的结果发表在《气候与时间,及其地质关系》一书中。
图 1.从 CROLL 1875 年(公共领域图片)中可以看出,公元 1800 年之前三百万年和未来一百万年地球轨道偏心率的变化。
“在我看来,天文理论是目前冰河时代之谜的最佳解决方案。它包含了交替冷暖时期发生的所有决定性因素,并解释了冰期和间冰期气候的特殊特征。”
地质学家阿奇博尔德·盖基爵士
华莱士在 1869 年 2 月在伦敦地质学会举行的T.H.赫胥黎的一次讲座中了解了克罗尔的工作,并在未来几年与克罗尔就此主题交换了许多信件。
华莱士在 1879 年的两篇论文中,然后又在 1893 年的一篇论文中发表了他支持周期性冰河时代发生的主要论点。令人惊讶的是,对华莱士支持冰河时代作为重要的地质和生物因素的主要批评涉及湖泊。华莱士和地质学家之间展开了一场激烈的讨论,讨论阿尔卑斯山和北美的大湖泊是由地质时期较晚的冰川形成的,还是由古代的构造力形成的。华莱士毫不犹豫地用一些讽刺的语气来回应批评,他认为“另一方的一些观点似乎是可取的”。
华莱士觉得奇怪的是,构造力只会地球表面的一些部分形成湖泊(正如他甚至在他故乡威尔士所指出的那样,这些部分恰好覆盖着以前冰川采石的证据),而不是其他部分。
后来的研究和现代放射性测年技术将表明,确实存在许多冰川时期,它们重塑了地球的地壳,而且地球比我们想象的要古老得多 - 而且冰河时代确实可以影响进化。
参考书目
FLEMING, J.R. (2006): 背景下的詹姆斯·克罗尔:19 世纪后半叶气候动力学与地质学的相遇。气象史 3: 43 - 54
TINKLER, K. (2008): 华莱士与大冰河时代。In. SMITH, C.H. & BECCALONI, G. (eds.) 自然选择及其他 - 阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士的知识遗产。牛津大学出版社:186-200