海底的石头，藏着地球的秘密

施晶晶

如果你有机会去往3000米深的海底，你最想带上岸的是什么？

唐立梅带回来的是几块石头—这是2013年，她搭乘蛟龙号探索深海的战利品之一。现在的她，是自然资源部第二海洋研究所副研究员。

这听起来有些不可思议，毕竟石头实在太普通了，而下到深海却要费九牛二虎之力，这好像有点浪费机会。

但对唐立梅这样的地质科学家来说，平平无奇的石头里就藏着地球的奥秘，而她的工作就是破译它，还原地球地质演变的历史。

海洋覆盖着地球表面2/3的面积，海水之下，是与陆地相连的地壳，海底也由此成为地质科学里不可或缺的领域。即便如此，不得不承认，相比我们对海洋的认知，我们对陆地甚至太空更熟悉些。

到2022年5月，国际航空联盟统计的太空人有622名，他们来自38个国家；此时此刻，仍有宇航员常驻国际空间站。相比之下，抵達万米深海的潜航员，汇总公开数据得出的数字，不超过40人，来自4个国家。没人在那里单次停留超过3个小时，从下潜到上浮，配备的生命支持系统也只能维持72小时。

其实这很奇怪。海洋是生命的起点，人类最初就从海里某一物种演变而来。但千百年来，我们对深海的兴趣似乎异常冷淡。海平面以下，越往深处去，就越黑暗和贫瘠，当阳光逐渐消失，留给探险者的是无尽的未知、神奇和神秘。

探索是解密的开始。潜航至深海，唐立梅看见的是一个诡谲奇幻的异世界，这里的景观，连同解码之后的历史叙事，都是地球曾经剧烈活动、如今依然充满能量和生命力的明证。

潜入深渊

十年间，唐立梅和很多人回忆过自己的深潜见闻。那是北半球的夏天，在太平洋一处海面上。

从下潜的前一天晚上开始，她就不再喝水，早饭也只吃了一个鸡蛋、一块饼干，因为她即将进入蛟龙号载人舱，去往深海连续科考10个小时，中途不方便“解手”。况且，蛟龙号的载人舱直径只有大约2.1米，空间狭小却要容纳3名潜航员。

早上八点半，唐立梅和另外两名同事进了蛟龙号载人舱，大家各取3人名字里的一个单字，给蛟龙号的首次科考三人组取名“傅立叶”组合。唐立梅也由此成为第一位搭乘蛟龙号下潜科考的女性潜航员。

蛟龙入海，在阿基米德原理支持下，搭载的压载铁帮助它克服海水的浮力，蛟龙号要沉入海平面以下2774米的目标区域。载人舱有三个透明的圆形观察窗，最大的直径不过20厘米。这是他们窥探海底世界的猫眼，能抵抗7000米水深的压强，相当于在指甲盖大小的地方，压上一辆汽车。

透过观察窗，水下光影的变化鲜明可见。

刚入海，阳光还能透下来，从水下往上看，海水湛蓝色，泛着光，像天空之镜。如果是在靠近陆地的近海，水下200米以内，适宜的温度和充足的养分，会让这里成为生命最繁盛的区域。

陆地赏雪并不稀奇，那如果是在海里看雪呢？在远离陆地的远海，在50米左右的深度，唐立梅看见海洋雪。但那不是溶于水的雪花，而是浮游生物漫海飘扬沉浮。

再往深处去，像太阳跌落地平线一样，阳光一点点消失，到了水下300米的位置，光线晦暗到蛟龙号的机械手臂都看着模糊。

蛟龙号载人舱接着往下沉，突然间，唐立梅看到了第一个发光生物，它像流星一样从观察窗前划过。她特别留意了当时的位置，水下350米，比预期位置更深。

一片黑暗中，发光生物越来越多。和纪录片或视觉海报里呈现的不一样，唐立梅看到的不是一个个蓝色的光点，而是和星辰一般的白点点。有时候它们成串地飘过，有的就聚在一起，有的像是受了惊扰，火树银花一般地轻盈散开。亲眼所见，唐立梅只能用辛弃疾的词来做类比，“东风夜放花千树”。

这个时候，你会意识到这个世界是如此奇妙，以海平面为界，天上海底构成了一种对称的美。海平面之上，是银河浩瀚，海平面以下，也有“漫海星辰”，天空和海洋，有着惊人的相似和意象交融。

一直到水下1600米深，唐立梅还能看见零星的发光生物，但再往深处探，就陷入了更浓的黑暗。舱内，温度也已经下降到逼近零度，凝结了一些水珠。她披上了毛毯御寒，半跪着、脸贴着观察窗，继续窥视海底世界。

海平面之上，是银河浩瀚，海平面以下，也有“漫海星辰”，天空和海洋，有着惊人的相似和意象交融。

深潜继续，入海一个半小时后，监测数据提示，下面是一座海山，蛟龙号即将坐底。这个时候，他们第一次打开了探照灯—那是唐立梅觉得最奇幻的一个瞬间。

直映入眼帘的是一片灰色的沉积物，她很难用具体的语言直接描述那幅景象，只是觉得那很像科幻电影里的“外太空”“火星的表面”，是不同于陆地的世界。这里没有色彩斑斓，没有肉眼可见且显著活动着的生命；这里更像是一个失去了色彩的异域，虽有少量生物附着在海山表面，但它们却像陆地上的植物般一动不动，但唐立梅知道，它们不是植物，都是动物。

静止，是众多原始海洋生物的生存策略，它们主要靠过滤海水中的浮游生物来获取养分维持生命。它们当中，很多生命选择了这样活：如果躺着就能活下去，又何必蝇营狗苟、劳碌奔波？原始的生活就是如此简单且安逸。对最原始的多细胞生物海绵来说，这样一动不动，就能活几千年。

唐立梅也很惊奇，生活在水下3000米的海参，可以承受比普通高压锅高100多倍的压强，而到了陆地，它们的内脏反倒会因为压强变化而爆裂。人之蜜糖，海参之砒霜，大抵如此。

她还认识了很多奇怪的海鱼，比如隆头鱼群里，首领是雄性，而这位老大死后，鱼群里的一只雌性隆头鱼就会变成雄性，成为新的首领；还有鮟鱇鱼，雄性鮟鱇鱼的大小只有雌性鮟鱇鱼的1/6，这些小伙子的终身大事就是找到一只雌性，咬破它的腹部，钻入其皮下终身相附至死。雌与雄，孰强孰弱，是对立还是统一，自然界里可没有唯一固定的法则。

假如把海水抽干

普通人看大海是辽阔的，毕竟地球表面是“三分陆地七分海洋”，但唐立梅不这么认为，她说大海真的太渺小了，那只是地球的一滴泪—这不是全然脱离事实的夸张比喻，而是计算、对比过体积之后的客观结论。

“地球的半径是6300多公里，海水的平均深度大概是3.68公里，千分之一都不到，也就是鸡蛋壳表面的一小层膜，体量非常小，它的体积对地球就是一滴泪。”唐立梅说。

如果把海水抽干，会露出岩石表面，那是大洋地壳，它和大陆地壳相连，共同组成了地球赤裸裸的真面目—它不似中学地理课本上画的鸡蛋模型那样表面光滑平整，而是一颗表面略带坑洼的扁圆土豆。海陆地壳相连，这也是唐立梅需要潜航至深海探索和采样的原因：“地球是一个整体，不能孤立地去看待海洋地质。”

事实上，海洋和陆地在地貌景观上有很多相似。海山和陆地山脉类似，2023年4月发表在《地球与空间科学》上的新海山目录就宣告，科学家已经探测到了4.3万座海山，但这个数字也只测绘了海底的1/4；目前已知最高的海底山只比珠穆朗玛峰矮200米。

这个时候，你就能理解沧海和桑田的亲缘关系，它们看似完全不同，但在地质上其实是不分彼此的一家亲，才能相互转换。

你也许听说过大洋中脊，它气势豪迈地贯穿四大洋，绵延8万公里，地质上相当于陆地上的裂谷，不过最长的东非大裂谷现在也就6400公里，只有大洋中脊的8%。后者称得上是鬼斧神工形成的巨无霸。海底也有和陆地相当的盆地，海洋板块和大陆板块交界处还有海沟，它和地震脱不开关系。

在这一切地质构造上，还覆盖着厚厚的深海软泥，质感相当于陆地上的海边沙滩。它约占海洋底部总面积的70%，主要由浮游生物遗骸和碎片沉积形成，潜航器的机械手臂采样探测时，最先触碰的就是这些沉积物。

这个时候，你就能理解沧海和桑田的亲缘关系，它们看似完全不同，但在地质上其实是不分彼此的一家亲，才能相互转换。此时此刻飘散在空气里的一粒灰尘，也许亿万年前就是某个海底浮游生物的一部分。我们赖以生存的某座城市，也许亿万年后，就淹没在海水之中。

沧海桑田的变迁，是地球生命力的表现。“沧海桑田的变化，就是板块的循环碰撞和俯冲形成的。”唐立梅说，洋壳和地壳虽是固态的岩石，但它们却以肉眼无法捕捉的速度持续缓慢地运动着，就像人类意识不到指甲盖每天生长的长度，笨重的岩石圈板块，“每年大概只能运动2厘米”。

在亿万年的漫长岁月里，这些硬邦邦的岩石板块彼此相扑、碰撞挤压。最先倒下的一方就向下俯冲到地球深部，也就是到地幔里面回炉再造，在高温熔融下，变成流动的岩浆，之后又寻机钻缝，重新喷发出来，再度冷却形成不同厚度的岩石，塑造出高出或低于海平面的新地貌，开始新的较量循环。

也正因为板块运动缓慢而耗时，在偌大的岩石圈表面，才有了孕育生命的时间和空间。那是一幅壮阔的物种图景，科学家至今仍然不清楚，地球上究竟有多少种生物。

2011年，联合国环境署一份报告预估，地球上共生存着870万种生物物种，包括650万种陆地生物和220万种海洋生物。但这个预估数字误差很大，还留了一个巨大的悬念—86%的陆地生物物种、91%的海洋物种还没有被发现、描述或者归类。2016年发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇地球物种评估报告，用基因测序和数学比例推算，全球物种数量或达到1万亿种。

从自然的视角来看，生命之所以繁盛，源于地球正当年。

石头里的星球命簿

在这个世界上，解释常常比现象本身更重要、更接近本质。就像面对一块石头，普通人只知道它又硬又重，能用来造房子，但地质科学的研究者却能从中破译解读出关于地球的历史—石头里就藏着地球的奥秘。

岩石是冷却的岩浆，在唐立梅眼里，它们就是地球的血液，也是地球历史的探针。采集岩石样本，就跟医院里护士给病人采血一样，通过分析其中的元素成分，结合它所处的位置，就能了解这个区域在过去的某个时间发生了什么大事，感受到地球内部曾经迸发出来的能量，进而还原地球的历史。在这个意义上，唐立梅也是一个讲故事的人。

“如果把地球比作一个鸡蛋，我的工作就是研究干掉了的蛋清。”唐立梅這样理解自己的工作，这里“干掉了的蛋清”，就是岩石。

除了随蛟龙号下潜采样，唐立梅还曾搭乘雪龙号赴南极科考，带回了许多珍贵的石头样本。选石头也有讲究，普通的鹅卵石、滚石、砾石都不行，因为它们基本都偏离了老家，它们身上的故事不可靠；只有被找到时待在它以岩浆形态冷却凝固下来的原始位置的石头，才能准确还原当年的历史。

地震是地球跳动的脉搏，岩浆喷发是它的血液在流淌，这些地质现象是它生命力的表现，而万幸的是，地球现在仍处在青壮年时期。

唐立梅会把岩石样本碎成粉末，送进无尘实验室，分析元素成分。陆地上常见的一类锆石，她会测其中一个叫“铀铅”的成分，它带有放射性，并有固定的衰变周期。科学家可以据此判断，这一波岩浆是在多少年前喷发冷却的，再顺藤摸瓜，就能知道当时的地壳板块发生了怎样的运动。比如，通过在南极岛带回来的样本，她就解读出，当地在5亿年前经历了一次岩浆喷发事件，形塑着如今的地貌。

不仅如此，石头里含有的铁带有磁性，古地磁学家能够通过磁场的折射率为我们揭示大陆漂移的轨迹。此外，地质科学这样认识地磁：致密的地核，让地球有了磁场，继而才有万有引力，生命和物质才被吸附在地表，磁场又能抵御太阳风，形成稳定的大气层，成为支撑生命的一个条件。

万物离不开物质，运转也总是和能量相关。但能量并非取之不尽用之不竭，构成物质的各种元素也会不可避免地走向衰变，而地球也有寿终正寝的一天。“地球的元素都在衰变，所有热量衰变完了之后，地球就死了。”唐立梅说，那一天在非常遥远的未来—45亿年后，一个无法用常识去想象的天文数字。

届时，“地球的内部能量消耗殆尽，逐渐变冷，再也不能释放热量，岩浆也不喷发了，一切都固定下来，地球自身也停止演化，最后成为像月球一样僵死的星球。”唐立梅说，因此，从地球的视角来看，地震是地球跳动的脉搏，岩浆喷发是它的血液在流淌，这些地质现象是它生命力的表现，而万幸的是，地球现在仍处在青壮年时期。

关注自然的人，往往视野更加开阔，唐立梅也一样。研究地球演化这样一个关乎生命起源乃至物质起源的终极问题，她清楚知道：“万物同宗同源，我们都是星际物质演化来的。”每个人都有自己的宇宙，每个人也都是宇宙的一部分，即便物质形态各异、生命千奇百怪，遵循的规律却是相通的，这是自然科学的魅力。

尽管早已成为母亲，但唐立梅身上却散发着一种少女的快活，这或许得益于自然科学的熏陶，就像她说：关注自然科学，人就不会无聊，一个人待着的时候也有很多科学问题可以想，就不会执着于那些小情绪，“自然科学很有意思的”。唐立梅的话，让我想起生态领域一位学者说的：爱自然的娃兒都不反社会。

“科学是认知体系，也可以成为一种信仰，哪怕我们不能都成为科学家，但每个人都可以成为科学爱好者。”唐立梅说。