如何理解“将今论古”的现实主义原则 - 图文

如何理解将今论古的现实主义原则

闫常魁

河南理工大学 资源环境学院 焦作市454000

将今论古（The present is the key of the past）的含义：通过各种地质事件遗留下来的地质现象与结果，利用现今地质作用的规律，反推古代地质事件发生的条件、过程及特点。

今天是认识昨天的钥匙，人类诞生的历史只有几百万年，人类在漫长的岁月中，还处于蒙昧状态，人类产生科学认识的历史只有短短的一二千年。自然有着自己的历史，生命有着自己的昨天。认识远古的历史，是人类认识的一个重要任务。认识事物的历史，才能更好地认识它的今天。人们通过对自然现象的长期观察，总结了一些了解过去的科学规律：

一、 生物和生态依据

生物化石是重建古地理环境最重要的依据。如现代造礁珊瑚生存在热带、亚热带浅海中，在年平均温度低于18℃的海域只能生存﹐不能造礁﹐因而珊瑚礁的存在不仅表明属于浅海环境﹐且是属于热带﹑亚热带环境。

生物化石的某些生态特征对重建古地理环境有重要意义。如树叶有滴雨尖是热带雨林的特征﹐披毛犀的长毛意味著气候寒冷。一般说来﹐同一种属的哺乳动物的个体﹐有向两极寒冷环境增大的趋势﹔与此相反﹐冷血动物的个体有向赤道湿热环境增大的趋势﹐最大的甲虫﹑蚱蜢﹑多足类动物等都出现在热带和亚热带。动植物的繁茂程度也是探索古地理环境的依据。厚煤层的出现一般表明当时当地环境温暖润湿﹐有利于植被的生长。生物化石的微细构造可用于追索古环境的细节。如根据植物化石中的年轮可推断当时的温度季节变化和降水季节变化﹔年轮木明显﹐可能表明当时当地是全年高温多雨的环境。

运用古生物信息重建古地理环境时﹐要注意不能机械地按现代种属对环境的要求来解释过去的生物地理现象﹐因为生物在进化﹐生物有逐渐改变自己对环境适应程度的能力。因此﹐在重建距今久远的古地理环境时﹐应选择进化缓慢的生物为标志。一般说来﹐根据动物群或植物群来推断古气候﹑古环境﹐要比以个别种为依据更为可靠。

二、 地球化学依据

沉积物和化石的化学性质记录了当时当地的环境特点﹐因而地球化学与化学地理资料

是重建古地理的信息，许多元素有显示古环境的意义。如为高价氧化铁所染红的砂﹑页岩﹐具有指示高温﹑低纬的古地理意义。海洋介壳类外壳中镁和锶的含量随水温而变化﹐根据海底富含无脊椎动物介壳的钙质沉积物中镁和锶的含量可推断古水温﹕含量较高﹐一般为低纬暖水环境﹔含量低﹐一般为高纬冷水环境。

黏土矿物的性质能标示不同的古环境。伊利石的含量在赤道地带最低﹐随纬度升高而增高﹐高岭土相反﹐在赤道强烈化学淋溶地区含量最高。南美亚马孙河口不同时期沉积物的分析表明﹐全新世时期的沉积物中高岭土含量较高﹔最后冰期时期的沉积物中高岭土含量较少﹐且含有占相当比重的未分解的方解石。这说明该地现代为热带雨林植被﹐在一﹑二万年以前则是稀树草原植被。由于後来的环境变化可能使先前埋藏的沉积物和生物体的化学性质发生改变，因而某些地球化学与化学地理资料在单独使用时需要慎重对待。

三、 地球物理依据

火成岩和沉积岩中都含有细粒的磁性矿物﹐这些磁性矿物在冷却沉积过程中﹐都受当时地球磁场的作用。成岩以后﹐这些古磁场特征﹐便保存在岩石中。对不同年代的岩石作古地磁测定﹐可确定当时磁极的位置和采样地点的古纬度。各大陆不同年代岩石样品的古地磁测定表明﹐地球的磁极位置是在不断移动的，说明各大陆的相对位置随著时间的推移在变化，这是大陆漂移说和板块构造说的重要依据。

同位素分析依据的氧同位素主要有3种﹕16O﹑17O﹑18O。其中

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O含量极小﹐可忽略

不计。不同环境中的水﹐其18O与16O含量之比是有差异的﹐陆上水体中18O /16O的值均小于大洋水体中 18O /16O的标准平均值。离海洋蒸发源愈远﹐水体中的此值愈小。以大洋水中的18O /16O﹐标准平均值为准﹐各种水体中的18O /16O值与大洋水中的18O /16O标准平均值之差可以表示受温度的影响。现代南﹑北极地的冰盖是由各个不同时期的降雪积累﹑压实而成的﹐测得不同时期冰层中的18O值﹐即可往复各时期冰原的古气温。同位素分析方法在研究洞穴沉积物﹑树木年轮等方面也取得了较好成果。所采用的同位素还有 1H与2H﹑12C与13C等。

利用将今论古原则分析古气候

气候是气候要素（如降水量、气温、风力和风向等）的综合现象；古气候分析是研究地史时期气候特征及其变化规律。在古地理研究中，古气候分析占有重要地位。古气候条件影响到各种地质作用、沉积物、沉积矿产的形成。古气候的再造有助于发现和评价煤、铁、锰、铝土矿、盐类等矿产。确定古气候的标志：1. 古植物标志 2. 矿物岩石标志 3. 沉积学标志。

运用将今论古的实例

将今论古解开腕足动物化石的秘密。最令古生物学家烦恼的事情，就是保存在化石中的生物无法提供关于它们行为方式方面的信息，因为它们都早已死亡或者绝灭。解决这一问题的方法就是将今论古，通过研究与古代生物相似的现生生物的行为方式来探究问题的答案。

图：现生的腕足动物Thecidellina meyeri

腕足动物现生种类极少，但它们在古生代却是主要物种，它们虽然外表看起来与贝壳动物、软体动物相似，实际却与海洋蠕虫亲缘关系更近。在辛辛那提的化石产区，Meyer发现了一类被许多小沟包围着的腕足动物Strophomenates，虽然有证据证明这些小沟是由腕足动物自身制造而成，然而令古生物学家感到疑惑的是，制造这些小沟需要腕足动物壳体开放达45度，它们是如何做到这一点的呢？

Meyer教授等人找到了一种可与Strophomenates进行对比的现生腕足动物，它的名字是Thecidellina meyeri，生活在南加勒比地区库拉索岛附近的海中。它的壳体能够张得很大，其内部也显示出与Strophomenates相似的结构。科学家采集了一块附着有超过30个Thecidellina meyeri个体的珊瑚礁碎块，将其放入了库拉索岛上实验室中的一个容器内，并为容器供应流动的海水。

通过观察，他们发现，这些腕足动物很快就适应了新的环境，开始正常的取食行为，它们的壳体甚至可以令人惊讶地张大到90度。它们通过控制壳体开合的速度和角度来控制周围的水流，有时，它们快闭慢开，有时却连续快速地开合。这样，腕足动物就能在不扰动底部沉积物的情况下形成进食水流。通过将今论古，古生物学家猜测，Strophomenates化石周围的那些小沟，就是由进食水流产生的遗迹。

将今论古——根据化石合理反推

在漫长的地质年代里，地球上曾经生活过无数生物，它们的种子、蛋、皮肤印痕、足迹等各种各样的遗留，许多都被当时的泥沙掩埋。在随后的漫长岁月中，它们的软组织逐渐分解，但像外壳、骨骼、枝叶等坚硬的部分却与包围在周围的沉积物一起变成了化石，它们原来的形态、结构、甚至一些细微的内部构造均一同封印入石。今天，研究人员就是根据这些化石中的古生物形态，分析出它们当年的生活情况和生活环境，推断埋藏化石的地层形成年代、经历和变化，从而获得生物从古至今的演变规律等信息。

冯伟民说，化石虽然能在一定程度上保留几百万年、几千万年、甚至数亿年前的生物，但由于古生物的有机物质早已在变成化石之前就分解殆尽，因而以前复原古生物，大多由古生物学家和艺术家合作完成，艺术家根据古生物学家在研究化石中掌握的部分生物信息将今论古，发挥想象，勾勒出该生物当初大致的模样。也正因为如此，在不同的艺术家笔下，同一种古生物往往各式各样、差异较大，这也成为古生物复原的一个令人头痛的难题。

南京古生物博物馆馆长冯伟民解释说，在地质学研究过程中，通过各种地质事件遗留下来的地质现象与结果，利用现在地质作用的规律，反推古代地质事件发生的条件、过程及特

点，这就是将今论古，或称历史比较法。在进行古生物复原时，将今论古更是起到了至关重要的作用。比如，南京地质古生物研究所在研究为破解生命大爆发之谜起到关键作用的澄江动物群时，科研人员和美术工作者以化石上的痕迹为依据，根据当今仍生存繁衍的同类物种的生活习性、形态和色彩等特点，加上合理想象，反推出五亿七千万年前至五亿五百万年前奇虾、昆明鱼、海口鱼等古生物当时的生存状态，为我们勾勒出栩栩如生的古生物群形象。

泥潭龙化石及复原

将今论古的局限性

将今论今,大体上是可行的；将今论古,却难免与事实出入。在生物进化的历史长河中,很多物种都已绝灭。生物一旦绝灭,就不可能再重新出现,生物演化为另类生物以后,也不可能返回原来的类型。进化是不可逆的,物种进化的历史不可能重演。并不是所有的进化都是由自然选择导演的;并不是所有的特征都能找到适应的解释;但适应式的进化一定都是自然选择的结果。自然选择导致性状特征的多样化,如习性结构形态后代的变异过大,也会导致灭绝。进化是新的物种不断形成,旧的物种不断绝灭的过程,自然选择的核心内容是生存竞争,适者生存,不适者绝灭。生物灭绝等符合指数分布,有人曾认为是陨石撞击地球的结果,因为大的撞击事件少,小的撞击事件多,导致生物灭绝符合幂指数分布。人工生态系统Tierra,并没有外界环境的扰动,物种灭绝仍然符合幂指数分布。这就不能排除生物本身的原因。从K－T特例,

就断言绝大多数的物种灭绝都是由于地理灾变引起的,声称可能所有的灭绝现象都是偶发性的,不可预见的,这是毫无道理的。何况白垩－第三纪界线的争论至今未有明确的结果。

我们与历史同行，历史是一部浩瀚的大书。它记载在没有生命的岩石里，记录在没有生机的化石里，记载在亿万年沉默的地层里。然而，人类的智慧之光还将不断地向更幽深的时间隧道向前沿伸。祖国的美好未来要靠我们这一代青年，作为地质人的我们有责任担负起我国地质事业的重任，为我国的地质事业做应有的贡献，就让我们一起努力，开创我们新的历史吧！

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