第二章 沧海桑田

在中国，“沧海桑田”是妇孺皆知的成语，老人常用来慨叹事过境迁、周围环境发生的巨大变化。我不知道这一成语典出何处（编注：全唐诗）， 但对现代地质学家来说，它却绝妙的描绘了这一学科的精髓。岁月流逝，地球业已经历了 45 亿年的悠长历史；在这 45 亿年中，山脉夷为平地，平地沉

入海底，海底又上升成为陆地。桑田沧海，沧海桑田，地球就这样度过了 45 亿年。

当我离开祖国赴美攻读地质学时，发现拉马克（ Cheva-lier de Lamarck）曾有一段名言，使我对故国的这一成语有了新的认识。拉马克写道：

在我们居住的星球上，万物都在发生不断的和无法避免的变化。这些变化遵从自然界的基本法则，而且由于变化的性质和个体在其中所处的地位不同，而多少受到变化速率的影 响。然而，这些变化都是在某一个时期完成的。而对自然界来说，时间不算什么，时间成了自然的一种法力无边的手段；既可以完成微不足道的琐事，也可以完成最伟大的功绩。

拉马克是在 18 世纪末叶写下这段文字。当时，西方的时间概念正像达

尔文的物种起源说一样经历着深刻的革命。它们都源于欧洲启蒙运动的最后十年。人们从化石和地层的研究中，认识到了时间的深度和历史的悠久，从而使科学得以摆脱圣经启示录的桎梏。

在那时，基督教的教条有着现代人难以想象的巨大影响力。人们对宗教万分虔诚，不过当然也有人是出于对迫害的恐惧。正是出于这种影响和虔诚，所以对《创世纪》中所描述的地球历史深信不疑。曾经有近百年之久， 基督教世界认为地球历史是从纪元前 4004 年 10 月 26 日上午九时开始的。

经过亚当和夏娃之后代的苦心计算，据说挪亚洪水发生于纪元前 2349 年 11

月 18 日。对于大多数坚信地球历史只有六千年的同代人来说，拉马克关于时间“是一种法力无边的手段”的说法，简直不可思议。

拉马克爵士在植物学的研究方面硕果累累，并因此闻名于世。1793 年， 法国国民大会任命他为动物学、昆虫学、蠕虫动物和微体动物学教授。两年后，一位醉心于岩石鉴定而无暇诊病的苏格兰医生赫顿（James Hutton）， 经过对爱丁堡（Edinburgh）附近岩石露头的多年观察，发表语惊四座的宏论，为拉马克的思想提供了佐证。他发现古老岩石的侵蚀作用和新岩石的形成作用无休无止的重复着，“既无始点，亦无终点”。“在向时间的深度凝视时”，大有头晕目眩之感。

要领会地质时间确非易事。人们总是习惯于根据自己的经历来估计时间的长短。还在孩提时代，我对“从前”一词就有一种朦胧的困惑。

什么是“从前”？

我幼年入学甚早。双亲都希望我能与长两岁的姊姊同班读书，但当时我尚未准备成熟。我对老师讲述的故事，尤其是满清入侵华南的故事，感到十分恐惧。当年我的故乡扬州的人民进行了殊死的抵抗，然而野蛮的侵略者还是破城而入，烧杀抢掠达十日之久，全城居民几乎全遭劫难。在一次文艺活动中，学生表演了这一惨剧。我们姊弟两人没有看到这出戏的结局：正当舞台上出现“从前”的满洲兵占领淮阴城的场景时，我们的车夫却闯进剧场来接我们回家。那时父亲正在淮阴谋生。我的心中充满恐惧，急急跑到母亲身边。虽然不敢透露对父亲可能被杀的焦虑，还是乞求母亲代我写了一封信：

亲爱的爸爸：

你好！阖家皆安。前几天连日阴雨，房顶漏水。你遇见清兵了吗？

儿 靖华上

一周以后，母亲收到了父亲的回信。从此以后，这个故 事就常常成为母亲取笑我的笑柄。父亲接到我的信后非常高兴，但对信中提到的清兵一事感到不解，因为清兵入侵是“从前”的事。严格说来，已经是二百九十多年以前发生的事了。

灾变论出现

大多数 18 世纪科学家对地质时间的无知，并不亚于我在孩提时代对历史时间的困惑。伦敦地质学会的创办人兼首任理事长格林纳（ George Bellas Greenough），在一次关于河流切割深谷的科学争论中，曾经狂怒地声言“没有一条河流能再使其河道加深一尺。时间再长，也不能使自然创造奇迹。”这位老人在泰晤士河畔生活长达半个世纪之久，从未见过河道因为侵蚀作用而加深的现象，他不懂得人类的生命在地质历史的长河中只不过是短暂的一瞬。毫无疑问，地质时间是能使自然创造奇迹的。

拉马克确实认识到了地质时间的重要性。尽管这位植物学家当时已经年近五十，对动物学了解不多，对岩石学知道更少，但是要掌握一门新的学科或者熟悉地质学中的革命，为时并不太晚。他研究巴黎大学搜集的介壳标本，发现化石标本与现代生物之间的差别。而且这些差别是有规律的，可以根据它们与现代瓣鳃活体之间的相似程度加以分类。他排出介壳的系列，根据其相关性发现它们之间的亲缘关系，并在此基础上提出了物种演化的理论，这就是进化论的前驱。根据这一理论，一个物种最终变成完全不同的另一个物种是绝对可能的；当然变化会非常缓慢。拉马克是一位赫顿主义者。他富于想象，不拘泥于圣经上的时间表，认为物种变化必定是一个漫长的演化过程。

地质学家赫顿和生物学家拉马克，都是日后所谓“渐变论”这一科学哲学的奠基人。这种科学哲学认为，包括全球规模的一切变化，从引起沧海桑田的地壳运动，到使古代介壳演变为现代贝类的生物演化，都是至今仍在不

知不觉的进行着的作用，不断累积的结果。他们认为，这种渐变性是自然科学本质的核心。诚如赫顿所指出的，“如果今天自由下落的石块明天会向上飞升，那么自然哲学也就终结了。我们的原理将会崩溃，就再也不能根据观察来研究自然法则。”

所谓“自然法则”，或者人们今天所说的“自然规律”，引导着自然界从古到今的改变，不过赫顿和拉马克的同行当时还不那么清楚。但是，居维叶却从他鉴定的化石中，悟出了不同的涵义。1795 年，即在拉马克受聘为动物学教授之后不久，居维叶当选为法兰西学院（College of France）比较解剖学主任。同年，赫顿的著作首版问世。一天，一位工匠送来采自环绕巴黎的塞纳河流域（Seine）一个采石坑内的一块乳状牙象化石。居维叶马上发现，乳状牙象与现代的非洲象和亚洲象截然不同，是另一种古象。一道发现的还有大型哺乳动物河马、犀牛和貘的化石，都是在法国早已灭绝、但依然在热带非洲和亚洲活着的动物。几年后，在同一地区蒙马特

（Montmartre）附近的一个石膏矿中，又发掘出一批哺乳动物化石，但地层层位不同。组合起这些骨骸后，发现所有这些化石都与现代生物的特征不尽相同。由于石膏沉积层早于现代砾石层，故那些早已灭绝的哺乳动物必定存活于更早的时代。最后，居维叶又在巴黎盆地周围更老的岩石中发现了古怪的恐龙化石。根据这些事实，他确定巴黎盆地至少有四个不同时代的动物群，即恐龙、灭绝的哺乳类、乳状牙象和现代陆生动物群。

对于像居维叶那样度成的宗教信徒，要把古老生命形式的灭绝现象与教堂的教义结合起来，真比登天还难。居维叶曾经研究过从埃及古墓中发现的植物标本和动物木乃伊，而这些木乃伊却与现代活体生物并无区别。在传统的时间尺度中，埃及是创世纪之后不久建立起来的一个超级大国。有鉴于此，居维叶认为，既然圣经《出埃及记》以来的千余年中，生物面貌并没有发生多大的改变，所以没有理由设想上帝创造的原始生物发生过大的变化。由此推论，巴黎盆地来到的化石只能是生活于“创世纪”以前的生物，而且必定遭到了某种灾变事件的破坏。而这种灾变事件，不受上帝创造生命以来的那些自然规律所控制。居维叶想象这些革命性的变革是翻天覆地的，“破坏了自然作用的连续性和过程，没有一种当代的自然力量足以完成这一旷世勋业”。这种自然哲学就是历史上所说的灾变论。

地质学中的水火之争，与生物学中灾变论及渐变论的争论有异曲同工之妙。水成论者以圣经上所说的洪水灾变来解释岩石的成因。而火成论者从观察发现，至少有一种岩石是由火山喷发而成的。他们是赫顿的信徒，依正在进行的正常过程解释地质构造。

山中的海相化石

洪水理论非常符合阿尔卑斯山区居民的观察。长途徒步旅行是瑞士的民

族体育活动，但相当消耗体力。有一次，我带领全家攀登法国南部高度超过森林带的芬多姆山（Vendôme），发现孩子缺乏热情。赤日炎炎，地上寸草不生，登山诚非乐事。我那年仅九岁的幼子一屁股坐到地上，说什么也不肯走了。事出无奈，只能用悬赏的办法来激励他继续攀登。我们商定，彼得每拣到一块化石，就奖励镍币一分，如果找到一块菊石壳，就可以得到一角钱。菊石是鹦鹉螺的祖先，外壳十分美观。俗语说，重赏之下，必有勇夫。这个事业心很强的孩子很快就掏空了我的口袋。因为普罗旺斯（Provence）地区的石灰岩里到处都是海相化石。渐变论占上风这些介壳显然来自海洋，是一度流行的洪水说的基础。17 世纪时。有一位自称为自然科学家的牧师，名叫伯内特（Thomas Burnet）。他说，上帝震怒时，曾把地壳撕裂，地球的“地心水”喷溢而出，淹没了那些顽固不化的人类。化石介壳和成层岩石都是从那洪水的“杂乱沉积物”中快速堆积下来的。对 18 世纪的博物学家来说， 海相化石出现在像阿尔卑斯山那种远离海洋的地方，无异为洪水说的可靠性提供了一种有力的佐证，伍德沃德（John Woodward）是灾变论最有力的支持者。这名 18 世纪初期牛津大学的自然史教授说，他在英格兰采集到的化石正是挪亚洪水的真正遗迹。1726 年，这种愚昧的思想达到了顶峰。伍德沃德的一位瑞士籍朋友兼信徒萧赫寿（Jakob Soheuchzer），曾热情洋溢地写信给伦敦皇家学会，声称他发现了“招致这场洪水灾难的无名罪魁祸首之一”的遗骨。他为此定名为洪水证人（Homo diluvii testis）的化石， 塑造了一个五十八又二分之一巴黎寸、和自己同样高度的塑像以为纪念。后经居维叶鉴定，所谓罪魁祸首，其实只不过是一只巨大的蜥蝎（ sala- mander）。

魏尔纳（Abraham Gottlob Werner）是德国萨克森州弗莱堡的矿物学教授，与居维叶和拉马克是同时代的人。他以较不遵从圣经的方式传播洪水学说，成为水成论者信奉的教条。魏尔纳认为，岩石原来都是在全球性的海洋中沉积下来的。最先形成的沉积物称为原始系（Primitive se-ries）， 包括花岗岩和其他结晶岩；随之沉淀的是硬砂岩、泥灰岩和板岩，称为过渡系；其上覆盖着由灰岩、砂岩、白垩、页岩、石膏和煤层组成的水平地层； 最上面是由砾石、砂石和黏土组成的冲积系。

这种特殊的岩石序列在弗莱堡非常典型，而魏尔纳又从未离家远行。他顽固地认为，这是覆盖全球的普遍层序。他通过长达三十年的教学不断改善他的体系，并通过有影响力的门生广为传播。

后来，一种名叫玄武岩的黑色岩石导致了魏尔纳的崩溃。魏尔纳发现， 在弗莱堡的许多小山上，玄武岩像三明治中的肉片一样夹在沉积岩之间，而根据魏尔纳的分类，玄武岩是一种水成岩。然而，法国奥弗涅（Auvergne） 的一位业余博物学家德斯马雷特（Nicholas Desmaret）所处的地理位置， 更有利于了解自然现象。他发现在附近的玄武岩中，到处可见大大小小的气泡，很像瑞士乳酪。由此推想必定是熔岩未固结时有气泡溢出，才形成了这

种特殊的构造。而玄武岩下伏地层曾经历的烘烤现象，进一步证明这些岩石原本是炽热的熔岩。沿着玄武岩流溯源追索，德斯马雷特发现了一个死火山，是法国中部众多死火山峰之一。虽然他没有发现喷发活动，但是建立在与已知地质作用对比基础上的细心观察和逻辑推理，使他得出了一个正确的结论：玄武岩是一种火山岩。因此，德斯马雷特的追随者被称为火成论者。魏尔纳本人一直固执己见，拒不接受这一真理，但他的学生却举起了义

旗。1803 年，魏尔纳的学生弗朗西斯（Jean Francôis D’ Aubuisson de Voisin）抱着水成论的观点，受邀到法国的奥弗涅进行实地考察。他面对事实，原来的信念终于发生了动摇。一年以后，这位勇敢的水成论者在法兰西学院谦恭地宣读了放弃原有观点的声明：“我所见事实确实无误，真理清晰地呈现在我的眼前。因此，我要不是断然拒绝我的感官提供的证据，昧心地视而不见，就是违背我的良知而缄默不言。毫无疑问，在奥弗涅的确存在着火山成因的玄武岩。”

接下来的 19 世纪日趋务实，渐变论蒸蒸日上，灾变论则日趋没落，而站在渐变论前锋的斗士是英国的莱伊尔。

莱伊尔出生在一个庄园主的家庭。他的父亲对他期望很高，莱伊尔也确有过人之处，十五岁即被选为林奈学会（Linnean Society）的会员。三年后以高贵的自费生身份进入牛津大学，属于与贫困生不相往来并享有特权的一类学生。其时，神学家兼地质学家布克兰（Willian Buckland）在该校教授矿物学。布克兰是一位顽固不化的水成论者。在他的课程中，常常要加上所谓诺亚洪水的精采地质“证据”。鉴于圣经中并未提到任何生物的灭绝现象，布克兰与居维叶一样，认为古代动物的骨骼化石是圣经创世纪以前的遗迹。后来，创世纪前的世界突然遭到了彻底的破坏。所以现代正在进行的自然作用，与那个远古时代的作用风马牛不相及。

莱伊尔选修布克兰的地质学课程，立即得到这位老师的青睐，并经布克兰的介绍，结识了当时的一批名流学者，当然都是些灾变论者。当身为一名业余地质学家的莱伊尔赴巴黎游历时，还随身带着布克兰的著作《洪水遗迹》以及布克兰写给法国知名自然科学家的介绍信。然而，他却应不甚出名的普里伏斯特（Louis Constant Prevost）之邀，参加了一次地质旅行， 从而根本改变了他的思想路线。

普里伏斯特是渐变论者拉马克的学生。与其前辈居维叶一样，他也研究过巴黎盆地的地层。这是一套淡水和咸水沉积物的交互地层，形成于连续的海水进退的特殊环境中。灾变论者居维叶认为，海洋的变化原因不详，而且达到灾害规模。而普里伏斯特则认为，这种成层岩是由正常沉积过程日积月累所形成。该盆地时而是具有入海口的海湾，时而是与海隔绝的湖泊。湾湖交替出现，就形成了这套海陆交互相叠的沉积物。正常过程长时间的累积可以引起的环境变化之大，是这一观点惟一刺激之处。

莱伊尔与普里伏斯特相偕在巴黎盆地枫丹白露（Fontainbleau）森林旅

行，仔细地研究岩石露头，认真地思考问题，终于使莱伊尔由灾变论者转变成为渐变论者。他决心抛弃老师布克兰的观点，开始探索自己发掘古今地质过程相似性的路子。其实，他毋需远觅。就在他父亲位于苏格兰肯诺迪

（Kinnordy）的庄园里，有一个巴克（Bakie）湾，人们疏干湾内海水以开发底部的泥灰质沉积。那是一种黏土和碳酸钙的混合物，可以用来中和酸性土壤，使土壤适宜农作。他将巴克湾的现代石灰岩与巴黎盆地的古代石灰岩进行比较，发现二者是完全一样的。居维叶曾以为，在现代湖泊中找不到古代岩石的对应物；但莱伊尔却在后院发现了它们。

莱伊尔坚信，远古地质作用与现代地质作用是完全相同的，用现代地质作用可以解释任何地质时代的地质特征。他以一名改宗者的全部热情，竭力宣扬渐变论。赫顿曾经设想，古今的地质作用都受相同的物理定论控制，却从未认为作用本身自古至今全然相同。恰恰相反，他曾指出，如果苏格兰的侵蚀作用自古至今都以现代的速率进行，那么陆地早就冲刷殆尽而为海水淹没了。因此，在某些时期，必然有其他地质作用使陆地上升，使它露出海面或者形成新的岩石，以弥补持续侵蚀作用所损失的岩石。

莱伊尔转变过了头。他在赫顿自然规律不变的结论上画蛇添足，坚持地质历史上的作用过程与现代毫无二致，它们的状态和速率在整个地质历史中都没有发生变化。疑云重重地质作用包括沉积作用，如巴克湾和巴黎盆地底部发生的碳酸钙堆积作用，也包括一些不寻常的事件，如地震、地滑、火山爆发等。作用的状态意味着条件，例如引起山脉隆升的地下力的分布、大气圈的化学成分或全球气候等。一个事件的幅度或能量级别就是速率。莱伊尔的教条是，整个地球历史的地质变化是一种永无休止的过程。具体说来，这些作用仍在以相同的幅度进行着。在一个内营力、化学成分和气候均未发生变化的星球上，这是万古不变的规律。

莱伊尔的思想立即受到了挑战。莱伊尔的同行瑞士青年科学家阿加西兹

（Louis Agassiz）发现，在不太遥远的过去，中欧和北美的半壁河山曾为冰冠（ice caps）所覆盖。这种全球灾难性变冷的思想震撼了布克兰，于是他到肯诺迪拜访旧日的学生莱伊尔，告诉他“在离他祖居不到两英里处， 就有一组极为壮观的冰碛物（moraine）”。莱伊尔对现代冰磺物原是很熟悉的，那是一种在山岳冰川前缘堆积下来的碎屑堆。事实俱在，他不得不承认从前在欧洲和北美大陆曾有冰川存在。而按现代的气候，这些地区根本不应该有冰川的。尽管如此，莱伊尔仍然强烈反对灾变的思想，竭力贬低冰期的意义，说那只不过是“地球外部环境的局部变化”引起的区域性气候变化， 以捍卫他的渐变论教条。

莱伊尔既不喜欢地质历史上的革命，也怀疑拉马克所说的生命史上的变异。在 1832 年出版的“地质学原理”第一版中，菜伊尔写道：“无论是自然界发生的变异或者是畜牧学家或园艺学家人工培育的变异，都不能创造出生理结构大不相同的种族；即使通婚，也不能生育；即使能生育，也只能生

产没有繁殖能力的杂种。”

然而莱伊尔又对古生物化石与现代种属之间的差别感到不解，不过在拜读了布罗契（Giovanni Brocchi）的著作后，却觉得如释重负。布罗契在研究意大利海滨古相地层中的介壳化石时，发现它们与地中海的当代生物极为相似。为了实地检验这种相似性，莱伊尔于 1824 年作了一次卡拉布里亚

（Calabria）之行。途中，他在都灵（Turin）稍事停留，观察采自苏帕加

（Superga）山的介壳化石。当收藏化石的博物馆长告诉他，都灵的化石与意大利现代海滨的介壳迥然不同，他既吃惊又失望，更加感到困惑。于是决心到卡拉布里亚和西西里去，通过亲自采集化石来查个究竟。

为地层命名

当时测年方法尚未成熟，所以居维叶根据地层叠置原理确定巴黎盆地四层化石的相对年代。每一个沉积层或地层都只能存于下伏地层的顶板之上， 因此比下伏的地层年轻，这是一条最简单不过的定理。鉴定巴黎盆地未经扰乱的地层层序，就不难确定层位较高的乳状牙象残骸，一定比下伏地层中已灭绝哺乳动物的残骸年轻；而在最低层位中发现的恐龙残骸，无疑是其中最老的一代。

在巴黎盆地或伦敦盆地那种地层在长距离内连续展布的盆地中，可以应用地层叠置原理。但在其他地方，沉积层受到了不同程度的扰动，最上部的地层或其他地层可能已遭侵蚀，因此很难说某地的第十二层是否与另一地的第十二层同时，也难以保证同时代的岩石是否属于同一类型。例如在某时某地的湖泊中形成石灰岩，但在同一时代另一地点的冲积平原上形成的却可能是页岩。除此之外，许多地质作用还会使地层发生褶皱或倾斜，使之破碎或推覆到其他地层之上，甚至变得杂乱无章而面目全非。地层纪录并不是一本可以逐页顺序阅读的书本，而是一部在疾风中飘卷的手稿。

如果一部著作的原稿标有页码，就不难正确无疑地排出顺序了。一个世纪以前，一位名叫史密斯（WilliamSmith）的英国测量人员发现，化石可以作为确定地层年代的页码，即使沉积层已被扰乱也无妨。史密斯出师不久， 就被英国政府聘为运煤水道工程的测量人员。他加入 1794 年的萨默塞特

（Somerset）运河计划；在六年多的时间里，他调查了每一个河段并监督工程的施工。

挖掘工作使河道两侧的岩石暴露无遗，但是没有两个剖面的地层序列是完全相同的。灰岩、页岩、砂岩、白垩和黏土，就像人群中一张张陌生的面孔，没有什么标志能说明它们中间，哪几种是同时的，哪几种是不同时的。但经过六年的实地勘查以后，史密斯对那里的情况更熟悉了。他可以肯定， 每一层都有独特的化石残骸，而且沿河各地动物化石的层序却是到处一样的。当时，在巴斯（ Bath ）住着一位教士，名叫理查森（ Benjamin

Richardson），是一位化石爱好者。史密斯去看望他时，已能指出这些乱七八糟的标本来自何方，进而预言在该区山顶上可能发现的化石种类。

史密斯在 1815 年出版了他的地质图，标出了英格兰和威尔斯的地层。一年以后，又出版了一部名为“根据化石有序性确定的地层”的专著。地层学从此诞生，为地质年代奠定了基础。遗憾的是，史密斯未能提出一个正式的分类表，这项工作还待莱伊尔来完成。

研究介壳化石并非莱伊尔的专长，但巴黎的业余收藏家德谢斯（Gerard Deshayes）却是一位道地的专家。德谢斯是一位脾气古怪的法国人。他因迷恋化石研究而抛弃了日进斗金的医生职业，但终于获得了确定介壳年龄的专家声誉。拉马克根据已灭绝生物与现代生物的相似程度进行分类；史密斯根据已灭绝软体动物（mollusk）的上下关系推断年代，德谢斯研究的化石又比拉马克和史密斯所研究的更年轻。他根据整个化石组合与现代生物群之间的相似程度来确定地层年代：如果化石组合中有更多的现代种属，化石群的年龄就更加年轻；反之，含现存属种愈少的化石组合，其年龄就愈老。

从巴黎回到英国后，莱伊尔支付一百英镑给这位破产的医生，请他研究从都灵、卡拉布里亚和西西里带回来的那些介壳。一年后，德谢斯向他的雇主递交了一份报告。布罗契没有说错：大多数卡拉布里亚和西西里的化石群都是现代种属，其化石组合与现代海滩能采集到的介壳并无二致，显然这些化石非常年轻。但是德谢斯又报告说，都灵博物馆的馆长也没有错。苏帕加山采集到的化石中，只有 20％是现代种属，其余的 80％都早已灭绝。德谢斯还将都灵采到的化石与在法国波尔多（Bordeaux）地区采到的化石进行了比较，认为这两个化石群均属年龄居中的生物组合。而在采自巴黎盆地和伦敦盆地的组合中，总共 1112 种介壳，德谢斯只鉴定出 38 个活种，仅占 3.5

％，其他均为灭绝种属。因此，在所有的化石组合中，该地的化石群最为古老。

德谢斯的报告启发了莱伊尔，促使他提出根据化石组合中现存活种的百分比来划分地质年代的思想。他把德谢斯鉴定的最老的一组地层命名为始新世（Eocene），意即晚近地质历史时期的黎明阶段；中间的一组称为中新世

（Miocene），意即较为接近现代的一个时期；最年轻的一组称为上新世

（Pliocene），意为更接近现代的一个阶段。

莱伊尔引入的这三个地层名词一直沿用至今。但是由于对化石组合的深入研究要求对相对年代作更详细的划分，这些地层单位所代表的时间长度已经获得新的内涵。在“黎明”阶段始新世之前，增加了一个古新世

（Paleocene），代表黎明前的远古时代。始新世之后，增加了一个渐新世

（Oligocene），表示渐趋现代之意。接着是中新世、上新世，表示时间日益逼近现代。之后是另外两个地层单元，叫做更新世（Pleistocene）和全新世（Holocene）。全新世代表地质概念里的现代，即人类生存的时代。更新世则比上新世更年轻，因而也就最接近现代的地质时代。

时代术语增加的同时，最现代的更新世里又划分了冰期。居维叶在巴黎盆地发现的骨骼层也可以纳入这一时代框架。生活在冰期的乳状牙象属于更新世；而在蒙马特石膏坑发现的灭绝哺乳动物应属渐新世，所以时间要早得多。但是恐龙化石又更为古老，早于莱伊尔命名的任何一个地质时代。

由于德谢斯研究的化石标本一概采自新生代地层，所以莱伊尔以化石群中现存生物所占的比例，为划分地质时代的基础是可行的。新生代包含现代生命形式，从 6500 万年前恐龙灭绝开始，一直延续至今。但是，史密斯从英国萨默塞特运河工程中挖掘出来的化石中，却没有现代生物的标本，所以甚至一定要比古新世的化石更古老。用地层叠置律也验证这一推论：萨默塞特运河工地揭露的地层确是在伦敦盆地的古新世地层之下。然而，史密斯还是发现已灭绝的种属与现代生物之间存在着相似性，因此可以用拉马克的分类法去确定那些化石的时代。这一套地层所代表的时代在地质学中称为中生代，代表地质历史上居中的一个阶段。而在更古老的地层中，化石与现代生物几无相似之处；它代表地质历史的古代时期，因此称为古生代。

地质学家和古生物学家发现的化石愈来愈多。逐一加以归类，又在古生代、中生代、新生代三分的基础上进行了更细的划分，建立了更详细的地层表。“代”的下面分成“纪”、“纪”的下面分成“世”。上文提到的对晚近地质时期的划分，就是比较小的时代单位。按照地质学中的惯例，建立地质时代时，必须考虑早先即已存在的命名系统。所以有些名词虽仍沿用不误，但已名是意非，早已失去了与其原意逻辑上的联系。例如，尽管第一纪、第二纪的术语已从地质词汇表中消失，但新生代的第一个纪，包括古新世、始新世、渐新世、中新世和上新世在内，仍统称为第三纪，因为这是古已有之的一个术语。但其涵义已经完全不同了。中生代的最后一个纪叫做白垩纪

（Cretaceous），源于“白垩”一词（拉丁文为 creta），因为最先是在英国运河两岸的白垩层中发现它的化石群。

“世”下面进一步分为“期”。白垩纪的最后一个期称为马斯特里奇期， 取自发现第一块巨型爬虫类化石的荷兰马斯特里奇镇。古新世的第一个期根据一个丹麦地名，命名达宁期（Danian）。恐龙的灭绝发生在马斯特里奇期的末期，达宁期开始以前。最小的时间单位是化石带，即某种典型化石组合所代表的时间间隔，所以一个期内会有许多个化石带。

挑战莱伊尔的教条

1950 年代时，我在美国加州大学攻读学位，距莱伊尔提出他的年代表有百余年之久。我所受的地质教育，已形成密切相关而又井然有序的完整体系。渐变论是基本的指导思想，灾变论在科学界早已信誉扫地，因为它与基督教的教义关系太密切，使用意识形态为方法而非透过观察研究自然。灾变论在 20 世纪的最后残余就是所谓原创论，其信徒仍然迷信用洪水说来解释

古代的生命形式。对科学家来说，用一种罕见的事件来解释地质历史上的现象，无异于求助于超自然力量。我的一位师尊，俄亥俄州大学的斯皮克教授

（Ed Spiecker）走向了极端，主张把革命或洪水事件之类的字眼，统统从地质学教科书中抹掉。

当时，进化的思想在地质学界深入人心的程度不亚于生物学界。我们不仅要受到莱伊尔关于作用、状态、速率都一成不变这一教条所束缚，而且有了一个备极详细并极其漫长的地质时代表，一直可以追溯到 45 亿年前的混沌时期。有了渐变的作用和漫长的时间，还有什么极端现象解释不了呢？正是那些我们天天耳濡目染的正常事件，在漫长的时间里，慢慢地写下了地球的历史。

经过莱伊尔的信徒精心训练之后，我于 1954 年走出校门，成为专业的地质学家，在德克萨斯壳牌石油公司研究实验室找到一份工作。我参加了一个研究现代河流沉积和海滩沉积的计划，常在休斯顿近郊的布拉佐

（Brazos）河边采集样品。平常，布拉佐河只不过是一条平静的小溪，只能搬运粉砂。然而河岸两边却堆积着大堆的粗砂。有一次适逢春汛，当我重返取样地点时，已经面目全非，不可辨认。山洪冲来的砂粒堆成了几公尺厚的沉积物，使我大吃一惊。我开始认识到，沉积物的形成并不一定单靠每日每时的正常沉积作用，春汛也能立时形成巨厚的沉积层。

当时，我的朋友金斯堡（Robert Ginsburg）正在研究佛罗里达的珊瑚礁。在生物礁生长带的后面，有一个由珊瑚砾块组成的浅滩。日潮甚弱，按理是搬不动这些巨砾的，当时我们对这些砾块的成因颇为困惑。一直到 1960

年 9 月，唐娜（Donna）飓风席卷该区，我们才恍然大悟。唐娜是二十五年

来最强的飓风，风速可达每小时 300 公里，引起的浪潮高达三又二分之一公尺，比正常潮高十倍。没有人测过飓风来临时的潮水流速，但足以搬运巨石是绝无疑问的。果然，风暴过后，在礁后浅滩上又铺上了一层新的珊瑚砾块。当时我想，莱伊尔所谓的“现代作用”不仅限于每日每时的正常作用，那些偶发性的灾害自也不能排斥在外。

我在壳牌公司参与的第二个计划是加州文杜拉（Ven-tura）盆地含油砂层的研究。该砂层中含有许多细小的深海生物介壳，说明文杜拉的储油层乃深海沉积，后来才上升成为陆地。虽然早就有人提出这种设想，但一直被嗤之以鼻。因为在许多专家的眼里，深海沉积物应当是细粒的黏土和软泥。从陆地上剥蚀而来的粗粒陆源碎屑砂砾太重，波浪和洋流无力把它们搬到远离浅水陆棚的深海。这是常规的情况，原也无可厚非。但其实在很少见的情况中，水下滑坡偶尔也能引起非常强劲的水流。从陆棚边缘的极陡坡上崩汰而成的碎屑流，流速每小时可达 50 至 100 公里，这种灾变性的水流能把砂砾带到深海。为莱伊尔的传统观念所禁锢的许多代科学家，一直无视于这一现象，直到 1950 年方为人们所认知。基于在文杜拉盆地所作的研究工作，我相信确实存在罕见的极大规模海底地质作用。

我一直在思考这个问题，但是直到我和同事在地中海碧波荡漾的海水之下发现巨厚的盐层之后，才充分意识到莱伊尔教条的荒谬和错误。岩盐一般都沉积于浅水区、小型泻湖或盐沼内，强烈的蒸发作用使盐水不断浓缩，最后出现石盐晶体的沉淀。但是地质证据确凿无误的证明，地中海的岩盐是在深逾 5000 公尺、广达 250 万平方公里的整个海区内的海水蒸干以后留下的残余。尽管我们握有充分的证据，但是我们的理论遭到了强烈的抵制，理由是现在没有地中海干化这样的地质作用。于是我终于认识到，我们的一些同行，虽然以科学家自命，其实与宗教里的基本教义派（Fundamentalist）死硬分子并无多少区别。碰了几次钉子之后，我开始意识到，人们要告诉我的是：如果一种理论违背了莱伊尔的教条，便注定要碰得头破血流。

不过，我所受到的嘲笑同 20 世纪初两位科学家的遭遇相比，简直是小巫见大巫。这两位科学家提出一些地质作用或地质事件来解释自然现象，观点与渐变论的教条相左，遭到了可怕的厄运。

魏格纳（Alfred Wegener）是本世纪初颇为活跃的一位气象学家。他从研究世界地图出发，提出一种新鲜的想法。同许多前人一样，魏格纳注意到南美洲东岸巴西的凸出部分与尼日利亚下方的非洲西海岸，可以天衣无缝的拼合在一起。好像这两个大陆曾一度连为一体，后来才反向漂开。南美与非洲的古动物群也有相似之处。一些古生物学家墨守大陆位置固定的旧观念，无法解释生物分布的特点，不得不“以今论古”，设想曾有一座“陆桥” 横跨大西洋，以供动物群相互迁移。直到陆桥沉入海底消失无踪，才结束两个大陆的动物交流。

几个大陆之间地质历史发展的相似性，比古动物群的相似更为奇妙。魏格纳指出，南美洲的大冰原（ice sheets）沉积物看上去与非洲、印度和澳洲南部的冰川沉积物是连成一体的，似乎同时经历了一次大陆冰川作用。经过反复推敲，魏格纳大胆设想：这些大陆曾一度连成一个叫做冈瓦纳

（Gondwana）的超级大陆，原来位于南极附近。魏格纳并未提出大陆“漂移” 的机制。他是一位气象学家，只能说是一位业余的地学研究者，但是他的研究工作却超出了北美和西欧地质学的传统领域。毫无疑问，魏格纳是传统观念的异端分子。现代大陆似乎并无移动的迹象，魏格纳所言，乃是一种“现代并不存在的作用”，因此被长期束之高阁。大陆漂移的思想，现在称为板块构造理论，要到五十年后才能为大家接受。因为人们终于发现，大陆现在正在移动，而且推想这种移动一刻也没有停止过。

当芝加哥大学的地质学家布里兹（J. Harlan Bretz）试图用灾变的观点解释美国西部的不毛之地时，遭到了更为顽强的抵制。他费了多年的时间研究强烈侵蚀的崎岖地形，最后认为这是一次灾变性洪水刻蚀的结果。

这一异端邪说最近才得到证实。大约在一万年以前，那里是一个碎屑堤围绕的巨大冰蚀湖，面积超过五大湖的总和。一天，碎屑堤发生崩溃，容量达十亿吨的湖水以每小时几百公里的速度奔腾而出，经过西部高原直泻入

海。而且，现在公认这种高原劣地的刻蚀作用只用了几天的时间。布里兹于1983 年获得了美国地质学会的最高荣誉彭洛斯（Penraose）奖章，其时他已

97 高龄。

莱伊尔的问题在于没有区分不大可能的现象和不可能的现象。不可能的现象是指违背自然规律的现象，例如石头不会违背重力的规律向上飞升；而不大可能的现象是指一些不常发生的事件。

规模与频率呈反比

中国人有忍耐的传统。对于感受到的不平，他们并不急于报复，而是更讲究哲理，劝人们耐心等待。做了坏事的人，今生不报，他的后代也要遭到报应。在人的一生中，小灾小难是经常不断的；长久下来，即使权倾一时的人，也不免大难临头。

简言之，这种民间哲理表达了自然事件的规模与频率呈反比关系这一统计原理。瑞士年年都有小规模的山崩，但是在过去几世纪以来，只发生过一两次足以摧毁整个村落的大规模地滑。而像是碎屑物足以掩埋数十平方公里范围的巨大地滑，过去的几百万年中只发生过几次，人类历史都尚无记载。莱伊尔说“自古至今，自然作用没有能量级的差别”，显然不符合事实。

莱伊尔说地球的状态古今一律，也是没有根据的。冰期时代的地球状态

——其反射率及其相对于太阳的位置——必定与历史上的其他时期不同。过去的十亿年中，只有三个时期的气候寒冷到引起大陆冰川，而且可能只有一次冰期的规模可以与一万年前结束的大冰期相比拟。无论是什么原因使地中海变成一片荒漠，现代绝对不存在这种情况。要使地中海变成内陆海并发生干化，不是直布罗陀海峡上升，就是海平面下降，二者必居其一。

如果莱伊尔坚持速度和状态古今不变的观点失之于偏颇，那么他说历史上的地质作用也与今日大同小异的说法对不对呢？结论也是否定的。即使是一种常规地质作用，当其能量或速度累积到一定的数量级时，也能产生异乎寻常的、当代无缘目击的后果。中国有一个妇孺皆知的寓言，叫做“愚公移山”。愚公是古代的一位老人，坚信只要子子孙孙挖山不止，就能将高山搬走。按照莱伊尔的哲学，他大概也会同意愚公的观点。岩石从高山一侧滑塌， 在山麓发生堆积。日积月累，只要时间足够长，高山就会侵蚀净尽。但是， 这并不是自然界的惟一模式。5000 万年以前，怀俄明州西部的古洛矶山突然垮塌，而且不是一寸一寸的剥落，是一下子地裂山崩；儿小时之内，碎屑物质就像地毯一样铺满了怀俄明高原。当代无缘见到如此壮观的场面，但在古新世时却确实发生过。

时间是一把双锋剑，而莱伊尔只触到了一侧的锋刃。他正确无误的看到，只要有足够的时间，日常的风化剥蚀作用也会把高山搬入大海。但是他没有看到另一侧的锋刃：在足够长的时间跨度内，罕见的灾变事件也可能发

生。我们每日每时都在受来自太空的无数宇宙尘埃颗粒的冲击，几乎平均每个世纪，就会大约有一个人像几年前一位加拿大妇女被石头般大小的宇宙尘埃击中。差不多每十亿年，地球上就会落下巨大的陨星。但是，这样一种灾难并不违反自然规律。只要是可能的事，假以时日，就一定会发生。从概率理论的观点看问题，灾变是可能发生的，而且可能已曾发生过，时间够久就几乎一定能够发生。长期为科学家所摒弃的灾变论已经不复具有宗教色彩了。

日暮途穷的恐龙？

达尔文撰写《物种起源》一书时，深受朋友莱伊尔的渐变论影响，所以采用缓慢的渐进作用解释生物界的演化。为此，他设想了一种单一的作用过程，即生物的自然淘汰。这种天择过程在地球的全部历史中是一成不变的， 速率也没有变化。地球上始终在进行细微的变化，但从未发生过剧变。也许是当局者迷，虽然有悖于这一推论的现象俯拾皆是，但达尔文都忽略掉了。

地质年代表里最小的单位是“带”以及“期”。专家根据在界线附近的生物突然灭绝、为量甚众的生物种属突然减少或新的种属突然出现等现象区分。简言之，化石组合中的生物种属组成会随着沉积物时代的不同而发生有规律的变化。时代相近的沉积物，其化石组合也相近。这些确是渐进的转换。

然而，穿过主要地质时期的界线都有典型生物的急剧变化。在白垩纪末期的马斯特里奇期，发现了许多与众不同的化石，包括翼龙、鱼龙及后来陆续发现的许多恐龙等愈来愈多的奇珍异兽。但在中生代以后的沉积物中，这些化石都一下子不翼而飞，曾经在特定环境里各领风骚的许多生命形式也从该时代的地质纪录中消失了。小儿彼得在芬多姆山发现的菊石，原都是中生代特有的生物。其他软体动物，包括一些数量甚多的种属如箭石和厚壳蛤， 也随着菊石一道消失得无影无踪。连那些个体很小但数量之多接近天文数字的单细胞浮游生物，也在中生代末期大量灭绝了。这些事实，只能用环境剧变引起迅速灭绝的突然变化来解释。

虽然莱伊尔当时还不知道中生代末期浮游生物的大规模灭绝，但他对大生物的灭绝现象应该了若指掌。关于马斯特里奇白垩层中的动物化石，莱伊尔有一段记载。他写道：“德谢斯认真地比较及描绘了二百多种马斯特里奇期的介壳化石，但竟然找不出一种第三纪的生物化石。箭石是一种头足类， 盛产于马斯特里奇期的地层中，有一种菊石也是如此。但在任何第三纪地层中却从未找到这些化石。”

莱伊尔和德谢斯对化石的研究，证明在中生代末期确有生物的大规模灭绝。其实早在几十年前，居维叶即已发现这一现象。但是莱伊尔不能放弃他对暴力和革命的憎恶之情。为了坚持对缓慢渐进演化的强烈信仰，他竟置那些突发的压倒性灭绝现象于不顾，而假设化石纪录存在间断。在他所著的《地

质学原理》中，他用自己发明的时代术语表达了这一思想，写道：“在始新世和马斯特里奇期之间，生物遗骸似乎有一个巨大的间断。这一间断的规模，甚至比始新世与现代之间的间断还要大得多。因为始新世地层中毕竟还有一些现代尚然活着的生物，但在最新的第二群（Sec-ondary Group）中却没有始新世的化石。由于化石遗骸的这种差异，因此不能排除较长时间间断的可能性。”达尔文在 20 年后的著作中，也把中生代与新生代之间生命形式的不连续性，看作地质纪录的间断。根据地质纪录中的沉积物推算，这一侵蚀期的持续时间，至少有一至二亿年，甚至比整个中生代还要长。其实达尔文在《物种起源》一书中几乎没有论及生物灭绝现象。在他看来，新种的出现就是对老种的死刑判决书：

每一种经过选择，证明可以适应环境的生物种属在数量上将日益增加。与此同时，不适应环境的种属则不断减少，直至成为罕见的种属。地质学证明，罕见就是灭绝的前奏。我们还可以作进一步的推论，由于不断缓慢地形成新的种属，除非我们相信物种数目会永无限制地增加，否则总有物种是要灭绝的。

达尔文认为，老的生物属种缓慢消亡是不可避免的。凡不适应环境的老

的动植物种属，在生存斗争中必将退出历史的舞台。

人们很快的接受了达尔文的思想，几达家喻户晓、妇孺皆知的程度。在后来的近一个世纪里，有人又发展了这种“自然”灭绝的理论。有的生物在演化过程中日趋特化，而特化就是灭绝的证明。例如大熊猫发生特化，形成了只吃一种竹子的怪脾气，大熊猫如今由于食物短缺已面临灭绝的危险；恐龙也是如此。尤其是某些最晚期的恐龙，如硕大无朋的霸王龙，或身披销甲的剑龙，都需要特殊的适应能力。因为超乎寻常的巨大躯体，无疑是一种沉重的负担。反之，躯体大小适中而又习性多变的生物，便易适应多变的环境， 因而也就有较强的适应能力。在这些思想的深处，其实埋藏着一种量的概念，认为可供生物演化的“原料”是一定的。如果消费过度，那么在最需要的时候就会无以为继。

除了新种的出现促使老物种灭绝一说外，达尔文还提出另一种相关联的理论，那就是物种有“年龄”，物种也会老死。恐龙主宰大陆环境几达 16500 万年之久。经过许多代的繁衍之后，这个物种已经老化，丧失了“进化的力量”，当然也就逃不掉灭绝的命运。

这两种灭绝假设都含有几分真理。生物的进化确实是不可逆的：爬虫类的足趾变成鸟类的翼尖后，就再也不会变回去；五趾哺乳动物可能失去脚趾而指甲变成蹄，如马和猪，也可以如蝙蝠一般变为支撑翅膀的延长趾，这些变化都不可能逆转。而除了大熊猫之外，还有许多例子可以说明过分特化的危险。

另一方面，也有许多生命形式十分特化，连最有经验的生物学家也莫名其妙。有些种属非常成功。以动作缓慢著称的乌龟为例，其爬行技艺之精湛， 令人膛目结舌，生物学家至今仍无法理解。为了适应其异常特化的背甲，乌

龟靠肩胛骨的伸缩来爬行。而它在中生代以前几百万年即已存在，而且竟能逃过中生代末期的巨变而至今安然无恙。

物种也确有平均的预期寿命，这一现象支持了物种老化的理论。哺乳动物的物种平均存活期约为 100 万年左右，当然也有例外。例如北美负鼠的直系祖先是一种生活在中生代的负鼠；蟑螂是人见人厌的一种小虫，却已延续了三亿多年；有一种人称海豆芽（Lingula）的小型腕足动物，在六亿年前的古生代早期多细胞生物刚刚出现时即已根植于海底，直到今日仍安健如恒。

达尔文指出，整个生物群也可能随着时间逐渐减少。物种种数减少的同时，物种的个体数也在递减。有的古生物学家认为，菊石虽然是在中生代末期灭绝，但在此之前，其分异度和个体数已在逐渐减少。翼龙其实早就在走下坡路，到中生代末期已所余无几，只剩下日见凋零的一群来承受那最后的一击。

重塑恐龙形象

然而，无论畸变说抑或老化说，都不适用于恐龙。约翰·霍普金斯大学的巴克（Robert T. Bakker）曾经领导一个古生物学家小组，试图拨乱反正，重新解释维多利亚时代对恐龙生活习性的理解。

虽然没有大如蓝鲸、小如家鼠般巨大的差别，但它们同今日的哺乳动物一样，是个从巨无霸到母鸡般大小尽皆有之的庞大动物家族。根据巴克的解剖学复原工作，一些恐龙的形象并不像维多利亚时代所描述的那样狰狞。角龙是恐龙末日的幸存者，在原先保存角龙化石的博物馆中，把它画成一种面目可惜的怪兽。但重新鉴定其化石后，发现其头骨尾缘的巨大厚重饰边，原来是长在皮下的，并未露出体外。功能有二种：一是支持强大的面部肌肉， 使之有能力嚼木维生；二是支持粗厚的颈部肌肉，以支撑沉重的脑袋。各种角龙都有排列方式不同的角，怪异程度也只不过近似当今的犀牛角。

鸭嘴龙是一种众口一词认为与鸭嘴兽极为相似的恐龙，一直被描绘成半身浸在沼泽之中、嘴里塞满杂草的怪物；其实也没有人类首次为它塑造的形象那么离奇可怕。它的面肌包裹着大部分长长的下颚，看上去更像羚羊。人们曾经发现过木乃伊化的鸭嘴龙遗体，完整的保存着革状的皮肤。木乃伊化只能发生在极其干旱的条件下，而其胃里的食物也是干旱陆生灌木的枝叶， 根本不是柔软的沼泽水草。这些庞然大物成群结队在原野上漫游，以草为食，抵角相戏，就像今天的羚羊一样。头上的饰物并非利器，而是识别和求爱的标志。同羚羊一样，鸭嘴龙也有蹄子。

雷龙和腕龙是否有打滚的习惯也是疑问。它们的骨骼像桁架；靠后腿和胯骨支撑重量，就像架起的一座浮桥。它们确实是在陆地上行走，并以针叶树维生。

有些个体较小的恐龙，如长期以来一直被人当作鸟类的始祖鸟长有羽毛。在对它的结构进行比较解剖学分析后，发现其骨骼与其他较小的恐龙几无二致。有充分的证据证明，它的羽毛是从恐龙赖以隔热的鳞片演化而来的，而不是飞行的工具。这些小个子恐龙可能均赖捕食昆虫为生。

足迹和巢穴的化石证明有些恐龙已具有一定程度的社会组织。某些食草恐龙有聚居地，有的地方曾见到成群哺育的幼龙，周围有一只或几只成年的恐龙负责守卫。长到一定程度并有能力参加群体活动的幼龙，常常将较小的足迹留在中间，周围则是较老恐龙的大足印；这和现代群体生物保护幼畜的方式相似。霸王龙喜欢成双的外出觅食。一些较小的食肉恐龙的足迹显示， 它们惯于成群结队。

至于深夜播放的科幻恐怖片中，经常出现的拖着尾巴的笨拙步行巨兽， 它们的骨骼结构和足迹都说明，有力的双腿和尾巴可以维持平衡，行动起来奔跳迅疾，不亚于短跑健将。即使最重的四足角龙，也能像犀牛一般地奔跑。

在这些“可怕的巨蜥”，中，最古怪的要数有巨大头盖骨的狭眼龙

（Stenonychosaurus inequalis）了。其立体视觉能力（stereovision） 和可以转向的足趾，说明它们已属智力相当发达的种属。巴克在“科学美国人”杂志上发表过一篇题为“恐龙复兴”的文章。其中说道：“当恐龙于白垩纪末期突然灭绝时，它们并不是一个日暮途穷的、业已失去进化机会的衰败群体。相反，它们是茁壮而且在不断进行分异的种群，形成了许多种拥有巨大脑部的食肉动物，具备当时有史以来最发达的智力。”

总而言之，恐龙是当时最先进的动物。它们机智的选择各种生活方式适应环境；有的捕虫，有的食草，有的吃肉。既有一般种，也有特化种。个体有大有小，居住地也各异。它们横行了 16500 万年，却并未显示出任何衰败的迹象。

菊石、箭石和厚壳蛤等，也延续到新生代初期才告灭绝。菊石在整个中生代都生机勃勃，延续了大约两亿年。它们是在大海中自由游泳的头足类， 是乌贼和章鱼的亲戚。螺壳小者如钱币，大者如车轮，藉螺壳中央触角往前推进，四海遨游，食肉为生，所以化石遍及世界各地。与菊石的辉煌历史相比，箭石简直是托儿所里的幼儿了。它们是从白垩纪才出现的；因为受生活习性的限制，化石的分布颇受局限。但在喜欢居住的环境里，如沉积白垩的海域中，它那笔杆状的壳体可说俯拾皆是。

厚壳蛤灭绝时，无疑也正处于其演化的颠峰时期。厚壳蛤属于双壳类， 像牡蛎一样附着在海底生活。种数和个体数量之多，令人咋舌。厚壳蛤是当时重要的造礁生物，在热带海域居主导地位，与现代珊瑚相仿佛。它们在一个地点持续生长可达几百万年之久；藉着介壳堆积作用可达水深数十公尺处造礁。若是海平面上升造成造礁的厚壳蛤群落死亡，在海水回落变浅后又会为新的群落所取代。在一个地点持续生长 5000 万年的厚壳蛤礁体可达数百公尺厚，是油气的良好储集层。

以浮游生物而言，中生代结束之后，就再也没有出现那么种族兴旺的景象和令人惊叹的再生产能力。在白垩纪最晚期的海相地层中，一立方公分沉积物中的浮游生物，往往数以百万计甚至数以十亿计；巴黎盆地就是如此。不管如何解释，在浮游生物的演化史上，它们曾盛极一时，不久又几乎灭绝。从那以后，就再也没有恢复当年的气势。

莱伊尔和达尔文乃至随后的多少代科学家，并没有本世纪下半叶的许多更精确的研究作为利器。因此，如果他们以为那些“石化了的蜥蜴”只是一些步履蹒跚、日暮途穷的笨虫，而菊石早就在逐年减少，或者根本没有想到浮游生物，那是可以原谅的。即使以现代的先进知识，对于菊石和恐龙究竟兴旺抑或衰败，也难定论。但是，所有这些争议都无关科学家已经认定的事实，那就是在中生代末期所有的生物种中，75％的种再也没有出现在以后的化石纪录中。其中既有大型动物，也有小动物；既有植物，也有动物；既有陆生生物，也有海生生物；既有到中生代末期已繁衍几亿年的生物，也有刚刚达到演化高峰的新种。

不寻常的事情需要不寻常的解释。因为实在无法将成千上万不同物种的灭绝看作一种偶然的巧合。毫无疑问，最容易的解释莫过于莱伊尔和达尔文提出，并为尔后的渐变论者热烈支持的假说：中、新生代之间存在着一个至少长达一亿年的沉积间断。如果它的地质纪录未遭侵蚀，我们必定能找到各种缓慢的正常过程来解释这么多生物的灭绝。

那么，地质纪录中究竟有没有这样一个间断呢？