高高安第斯 达尔文进化论的形成与他参加贝格尔号环球航行期间在南美收集到的证据密切相关，这些证据不止来自现生生物，更大量来自古生物化石。与此同时，达尔文还是一位优秀的地质学家，他在那时对南美地质的观察、记录和认识，许多至今都是相当正确、准确和精确的知识。因此，2014年9月28日至10月3日期间选择在南美的阿根廷召开第四届国际古生物学大会，而且会议的主题就定为“生命的历史：来自南半球的视点”，自然吸引了全球古生物学家的目光。有900多位同行最终聚集到门多萨，是这个会议历史上人数最多的一次。 为了参加这次盛会，我们也不远万里，绕道半个地球，从东半球和北半球的北京来到西半球和南半球的门多萨。北京的地理对跖点就在阿根廷首都布宜诺斯艾利斯南面的潘帕斯草原上，因此当下时节这一带的气温跟北京差不多，虽然一个是春天，一个是秋天。 布宜诺斯艾利斯街头的绘画者 门多萨是阿根廷的历史名城，是门多萨省的省会，位于以葡萄酒酿造闻名的库约地区的核心地带，所以连旅店的大堂里都摆放着葡萄酒的加工机械作为装饰。城市建在由门多萨河冲积出的平原上，市区的人口只有十多万，因此这里大多数时间都显得安静祥和，交通也不拥挤，但有些时间会堵车，不过我们待了一周也没有判断出规律来。 门多萨的海拔只有700多米，但其西面南北向延伸的高高安第斯山阻断了太平洋湿润空气的东进，使得这里的气候特别干燥。不过，丰富的冰川融水为城市提供了水源，街道两旁都有沟渠引流灌溉行道树，因此城市显得郁郁葱葱。还有很多法国梧桐，形成茂盛的林荫道，我们从旅店去会议中心时总愿在这些树下行走。另一方面，门多萨位于环太平洋地震带之上，活动频繁的库约断裂带穿过了整个城市，使得这个地区历史上地震频繁。1861年的强烈地震曾经完全地毁灭了门多萨，这也许是重生后的这座城市至今不建摩天大楼的原因吧！ 门多萨市内的圣马丁将军骑马铜像 安第斯山脉是纵贯整个美洲大陆西部的科迪勒拉山系的南美部分，从门多萨就能望见崔嵬的山势。在构造地质上将安第斯山脉由东向西分为前科迪勒拉山、科迪勒拉前山和科迪勒拉主脉三列。在这次古生物学大会期间安排了野外考察，给与会者提供了了解安第斯山中部地质演化历史的机会，因为这里有该地区最经典的剖面之一，更有意义的是能够看到达尔文早在19世纪描述的化石地点。对安第斯山中部地质现象的认识正是开始于达尔文的考察工作，他在1835年3月29日至4月5日期间的开创性旅程首次描述了横跨安第斯高山的骡道两侧的地质现象。 虽然门多萨市内是晚春的气候，甚至已经感受到初夏的热度，但来开会之前就知道去安第斯山的考察要到达雪线附近，所以已经准备了御寒的衣物，不少同行甚至带了羽绒服。出发的早晨大家都很兴奋，每辆考察车上配备了阿根廷的地质学家做讲解并回答我们的疑问。首先向西北方向行驶，是在山前开阔的草原地带，大约50公里后造山带突然隆起，大家在山脚下车，稍作休息。这里有一个历史悠久的温泉，根据达尔文等人的记述可知，从17世纪开始这里就是大多数旅行者在翻越前科迪勒拉山之前过夜歇脚的地方。这里林木葱茏，据说还有美洲豹活动，当然一般人是很难有幸看见它们的行踪了。 山脚下春天的树林 得益于现在便捷的交通，我们很快就上山了，沿着盘山的砂石道路乘车直奔前科迪勒拉山的极顶而去。之字形的道路开凿在泥盆纪砂岩上，沿着陡峭的山壁仿佛一直向云端延伸。行车路线与通向智利的旧骡道重合，圣马丁将军率领的军队正是沿这条道路在1816年翻越安第斯山向智利进发。靠近山顶是一系列中新世的安山岩体，这些岩石常常含有金矿和铜矿，从印加时代就开始开采。我们在山口的圣马丁将军纪念碑前聆听了他的伟业，远处白雪皑皑的群峰似乎铭记着他的军队艰苦穿越的光荣。 上山途中我们不断见到成群的骆马，它们并不怕人，显然得到了很好的保护。骆马是野生羊驼的中文名，可能是依据其骆驼科的属性再加上其英文名称llama的读音来翻译的。不过，这样似是而非的翻译也可能让不了解动物分类的人以为这种动物与马有什么关系，其实骆马属于偶蹄目，与属于奇蹄目的马有很大的差异。骆马是上新世时期骆驼科动物从北美大陆进入南美洲遗留下的后代，它们体型较小，体长1.45-1.6米，体重35-65公斤。骆马的脖子和腿很长，看起来确实与骆驼有相似之处，但并无驼峰。骆马就分布于安第斯山区以及南美南部的草原和半荒漠地区，尤其喜欢生活在海拔3500至5750米的高山上。印第安人很早就将骆马驯化成了羊驼，曾经被广泛地用作驮役工具，就像中国农民驾驭小毛驴一样。 骆马警觉地抬头观望 阿根廷的前科迪勒拉山是一个褶皱和推覆带，主要由早古生代的岩石构成。这些岩石由寒武纪和早奥陶世的台地相厚层碳酸盐形成，含有著名的三叶虫小油栉虫（Olenellus），这是来自劳亚大陆的动物群成员。晚奥陶世到早泥盆世转变为以碎屑岩为代表的磨拉石沉积，与枕状火山岩和蛇绿岩互层。到中生代，三叠纪的裂谷沉积与其下伏的古生代沉积呈角度不整合。 前科迪勒拉山顶的简易公路 我们这次考察中令古生物学家们最兴奋的古生物化石地点到了，达尔文在这里的中三叠世地层内发现了硅化木森林。这些树木化石以直立状态保存，是第一次在南美发现的原地石化森林。当达尔文看见第一根硅化木时，他就不无幽默地写到：“这些雪白的圆柱让我想起，罗得的妻子变成了一根盐柱”。 “罗得的妻子”是《圣经·创世纪》里的故事，这个盐柱位于以色列的所多玛山。圣经上说：“当时，上帝将硫磺与火从天上上帝那里降与所多玛和蛾摩拉；罗得的妻子在后边回头一看，就变成了一根盐柱”。当然，达尔文同时也做了正确的科学描述：“我数了52棵树桩，它们突起于地面之上2到5英尺，在地层中几乎垂直挺立，而地层以25°角向西倾斜”。“所有树桩的直径都差不多，变化从1英尺到18英寸，相互之间的距离约1码左右，最长的一个树干在地面之上有7英尺，树根隐藏不见”。他准确地认识到这套沉积物中的主要成分是细粒的火山物质，他也思考了造成古植物群被掩埋的原因，现在的解释是一个远处而来的火山碎屑沉积掩埋了森林。 达尔文发现硅化木的纪念碑 达尔文描述的这套地层中有两个层位保存了针叶树和盔籽类植物形成的硅化木，2009年为了纪念达尔文诞生200周年和《物种起源》出版150周年，门多萨市特别在这个化石地点竖立了一块纪念碑。第一个层位中占统治地位的主要为盔籽类植物，也包含针叶树，推算的树干高度可达20-26米。第二个层位主要由针叶树组成，高度达16-20米。对这些硅化木的形态功能、结构参数、生物量和树冠覆盖面积的研究，证明其主要是干旱的常绿亚热带季节性森林。大家不满足于只在纪念碑前听介绍，纷纷登上更高处仔细观察岩石和地层。现在这里完全是稀疏的干旱高山植被，在这个季节仍然枯黄一片。 高山上的仙人球还没有苏醒 越过前科迪勒拉山，考察的车队下降到与科迪勒拉前山之间的乌斯帕亚塔（Uspallata）谷地。早古生代的蛇绿岩带从谷地通过，在南北方向的延展超过几百公里。我们路过帕拉米洛斯（Paramillos）矿区，据介绍说这是西班牙殖民者到来之前的印加人银矿，具有几公里长的坑道。在车窗外可以看到由红层和玄武岩流构成的三叠纪裂谷沉积序列，上部覆盖着有机的黑色页岩，它是门多萨南面开发的油田的主要烃源岩。中新世的安第斯推覆体在第三纪沉积物之上叠覆了几次三叠纪火山岩，这个现象可以在乌斯帕亚塔山谷南端见到。 在皮苏塔（Picheuta）我们近距离地观察了科迪勒拉晚古生代—三叠纪的流纹岩和花岗岩。我们的午餐就在圣马丁率领安第斯山军越过山脉去解放智利和秘鲁时修建的皮苏塔拱桥旁，清澈的溪水哗哗流淌，还有当地人在溪边垂钓，附近保留着当时的兵工厂和冶炼厂等遗址，但我们没有时间去参观。 岩浆岩系前的皮苏塔拱桥 车队继续往前行驶，现在已经是很好的高等级公路，可以不时见到有铁路线共同延伸，但并没有列车行驶，显然已经废弃了。这条铁路的名字叫安第斯中央穿越线，是一条跨越高海拔崎岖山区的铁路，阿根廷一侧就起于门多萨，在智利一侧止于安第斯城。门多萨曾经因为该铁路的通车而繁荣兴盛，因为这里是从阿根廷到智利的必经之地。这条铁路废弃的原因可能是轨距与两国其他铁路线不同而影响了行车效率和成本，阿根廷和智利两国铁路为宽轨，而安第斯铁路为米轨。此外，这条铁路修建的年代较早，由于技术的局限，采用了较多的“之”字形来克服路线的陡峭上坡地段，使得行车里程大大超出了直线距离。 安第斯山中央穿越铁路 雪山越来越近了，在海拔接近3000米时出现了一个叫印加桥的火车小站，虽然没有列车经过，但站上的房屋仍然漆着鲜亮的颜色。火车站后深谷上的印加桥是一座天生桥，形成于晚更新世的末次冰消期，可能是雪崩产生的冰桥。由于有推覆体控制的温泉存在，溢出的硫酸盐和碳酸盐在冰面逐渐凝固，并有内部的生物沉淀作用固结崩塌的沉积物，最终形成现在这座桥。这处温泉的沉积作用非常强烈而快速，所以当地的印第安人将工艺品浸入温泉中，很快就会结出黄色而带有粒状突起的硬壳，成为别具特色的纪念品。 硫酸盐覆盖的印加天生桥 我们就聚集在火车站上，观看印加桥南侧的中生代地层剖面，这是安第斯高峰地带最经典的剖面，最早由达尔文描述。达尔文在印加桥对复杂构造剖面的观察，以及他在这套巨厚地层内与火山岩互层的浅海相沉积中发现的双壳类化石，使他推断出几个地质过程。达尔文讨论了山脉的隆升、海相基底的沉降、科迪勒拉间歇性的侧向生长，以及它们与地震和火山活动的联系，这是对莱伊尔提出的山脉隆升均变论假说的一个重要进展。达尔文能够认识到山脉隆升的间歇性，基于这些前提，他得出结论：安第斯山仍然在继续隆升之中。从整体上看，他的认识早于地槽理论以及现代的褶皱和推覆带前陆迁移假说的观点许多年。 由达尔文首次描述的安第斯高峰剖面 与间歇性地震和火山活动相联系的证据，一部分被达尔文观察到了，一部分来自其他观察者，可以互补地理解与安第斯山隆升相关的过程，成为构造均变论的最好例证之一。很容易理解莱伊尔对达尔文观察所描绘的证据是何等满意了，因为那时与均变论对立的灾变论正甚嚣尘上。实际上，莱伊尔和达尔文这两位科学家之间在英国的地质学会中就已经发展出了亲密的友谊。毫无疑问，达尔文和莱伊尔的观点逐渐被地质学界接受。早期达尔文在持续几年的野外工作中受到的良好训练使他称得上一名优秀的地质学家，所以他在对阿根廷和智利之间安第斯山的考察中获得了正确的研究结果，而安第斯山也在他的有关假说中扮演了重要的角色。 扼守山口的印加桥火车站 听介绍才知道，攀登南美最高峰，也是西半球最高峰阿空加瓜山的登山者通常就是将印加桥作为出发的大本营。想着在西藏要看到珠穆朗玛峰所经历的千辛万苦和旅途劳顿，不曾料到阿空加瓜山却是如此便捷就能到达，穿越安第斯山的铁路和公路都从山脚近处通过。阿空加瓜山海拔6967米， “阿空加瓜”在当地印第安人瓦皮族语中是“巨人瞭望台”的意思，与其雪山高峰的地位完全相称。 宏伟的阿空加瓜山南壁 我们顺着登山小道向阿空加瓜山靠近，已能直接接触到冰雪了，温度变得更低，让人禁不住瑟瑟发抖。观察点面对阿空加瓜山宏伟的南壁，这个陡壁由中、晚中新世喷发的火山岩和安山质的角砾岩形成，它们不整合地覆盖于白垩纪陆相和海相沉积之上。阿空加瓜被达尔文解释为一个活火山，因为他当时认为看见了明显的火山灰云，但实际上只是山顶被强风吹起的白色冰粒，阿空加瓜山的最后一次喷发早在890万年之前。 连接阿根廷和智利的山谷通道 我们最后前往邻近阿根廷与智利边界的山口，这里依然屹立着达尔文曾经投宿过的避难所，一些旅行者也描述过在这里躲避暴风雪的艰难困苦。西班牙皇家邮政在1765年建立了这些避难所，以备在冬季翻越安第斯山主脉，因为那个时候西班牙正在与英国人开战，失去了从麦哲伦海峡通往太平洋海岸的安全通道。这座避难所是红砖的拱顶建筑，下面是两米多高的基座，因此我们这次专门带来了金属梯子，让大家进去参观，尤其是在众多的题刻中看是否能发现达尔文当年留下的印记。为什么要建这么高的基座？原来山口冬天的积雪会达到2米的厚度，这样避难所才不至于被掩埋。现在看到的建筑没有门板，只有开放的门洞，但并非是残破的结果，在西班牙殖民时代就是如此。原来，冬天进来避难的人会无法忍受严寒，就把木质的门劈来烧火取暖了，每次重新装上门都是这个结果，所以后来干脆就不装了。 达尔文曾经投宿的避难所 在流传的故事中，当达尔文提出要考察安第斯山时，贝格尔号的舰长菲茨罗伊大吃一惊，问他：“这山又高又长，您怎么走得过去？”“我就是要走前人没走过的路！”达尔文坚定地说道。舰长被他的精神所感动，答应了他的要求，为了安全起见，又派了向导和骡马一同前往。在高高的安第斯山上，达尔文不仅从化石中发现了山脉隆升的秘密，还看到山脉两侧现生植被的差异，认识到地球和物种都不是一成不变的，在此期间地质演变和生物进化的思想已在他的脑海中深深扎根。作为地质学与生物学的交叉学科古生物学的研究者，我们也在对安第斯山的短暂考察中受到了深刻的洗礼，更加深了对达尔文的钦佩与崇敬。 |
