地质学家的朋友圈（9）- 水火难容

　　地球的年龄搞清楚了，接下来就要谈谈地球上岩石的来历了，毕竟按照最为原教旨的说法，地质学就是一门通过研究岩石来分析地球历史的学科。但是要讲岩石，就得先说说火山。

　　不知道大家有没有听说过夏威夷大岛上的冒纳罗亚火山？那是地球上最活跃的火山之一，这货从十九世纪中期以来已经喷发了34次。每次它一喷，就会产生一大堆熔岩流，顺着山坡直接流到海里，和海水相遇后凝结成玄武岩，简直就是在玩转熔岩版的水火相容。不过别担心，这种从火山口喷出熔岩的方式被称为“夏威夷式喷发”，还算比较温和。同样的，夏威夷的另一座基拉韦厄火山脾气也很好，总是安安静静、平平稳稳地喷发，真是个非常让人放心的模范火山。虽然它产生的熔岩流有点多，但一般不会造成什么破坏。

　　熔岩流和太平洋和海水相遇后，会冷却变成玄武岩，形成非常壮观的景象。所以，夏威夷就成了一个很理想的近距离观察玄武岩形成的地点。而且，这些岩石形成的方式甚至和地球上最初的岩石有相似之处，真是地质学爱好者的福音。

　　地球上最初的岩石都是火成岩，和夏威夷的玄武岩属于同一个大家庭。还记得地球形成之后约五千万年发生了啥吗？对，没错，就是和之前提到过的那颗忒亚星撞了个鼻青脸肿！撞击热量超级巨大，整个地球都被熔成了一锅浓汤。然后，那些比较沉的元素（铁和镍之类）就开始往地球中心沉了下去，形成了密度大的铁质地核。而剩下的轻元素（镁、铝、硅、碳、氧、钙、钠等等）就在地核外面形成了原始地幔。

　　原始地幔形成之后，地球进入了漫长的冷却期，热量以长波辐射的形式被送往宇宙空间。冷却得最快的当然就是地球的最外层。久而久之，外层的温度降到了一些矿物（石榴子石、尖晶石、橄榄石、辉石等）的熔点以下，于是，这些矿物开始化身成固态晶体。这些晶体慢慢地在地幔的上部组成了像橄榄岩、二辉橄榄岩、辉岩、矾石之类的地幔岩石，组成了最早的岩石圈。这些岩石都是早期的火成岩，它们在岩石的发展史里永远享有元老般的地位。

　　火成岩也叫岩浆岩，都是岩浆冷却结晶后形成的。岩浆是含有挥发性成分的高温硅酸盐熔融体。它的内部一般还含有溶解在其中的气体，比如二氧化碳、二氧化硫、水蒸气等，听上去有些像地球版的气泡奶茶。但如果岩浆接触到空气，内部的气体会冒泡跑掉，然后岩浆就得换个名字，变成了熔岩。岩浆冷却结晶后形成的火成岩是地球的三大类岩石之一，和沉积岩以及变质岩是并列关系。它们之间可以互相转化，这样的过程被称为“岩石循环”[1]。

　　对于早期的地质学家们来说，沉积岩是好朋友，在构建地质年代表的过程中帮了大忙；但火成岩却是刺头，给地质学家们凭添了许多困惑。比如，有些火成岩看起来并不相似，但是化学成分却差不多，让人分不清它们到底是什么。还有些火成岩中包含的矿物数量非常多，让人看得眼花缭乱。更重要的是，当时还有一个激烈的争论，就是我们早已简单提及过的水成论与火成论之争，它让人们无法看清火成岩的真正来历。

　　其实，欧洲人研究火成岩是有得天独厚的区位优势的，毕竟火山活动在欧洲文明的核心区域可不少。相比之下，在中国，谈及火山活动，大家总是会想到长白山、五大连池、云南腾冲、昆仑山这些偏远的地方，那些地方甚至古代有的王朝都没管到。而在古代中国的核心区域（也就是东到大海、西到陇蜀、南到两广、北到长城）地方，基本就没什么火山活动了，难怪中国古人对火山了解得不够。

　　波斯地区（也就是今天的伊朗）的古人相比之下就稍微熟悉一点，因为在波斯东部的俾路支地区，有一些活火山，比如比较有名的塔夫坦火山。但说实话，和欧洲相比，波斯火山的数量也不算太多。其他重要古文明区域就更甭提了，像印度、中南半岛和两河流域这些地方，历史上当地人对火山的了解就更少了。所以说，欧洲地质学家真是有福气了，火山活动直接出现在他们的主场，尤其是在意大利和希腊。对于受过教育的欧洲人来说，了解历史上的火山喷发现象已经是家常便饭了——比如维苏威火山和庞贝城的故事。

　　可以说，在欧洲自然科学的早期发家史里，庞贝城毁灭事件占了一席之地。公元79年8月24日，位于意大利那不勒斯湾附近的维苏威火山爆发，引发了火山碎屑流，吞没了山脚下的几座城镇，其中包括罗马帝国的掌上明珠——庞贝，以及海湾边的另外两座小港口——赫库兰尼姆和斯塔比亚。

　　维苏威火山爆发的时候，罗马帝国的官员老普林尼[2]正好带领一支海军舰队，驻扎在那不勒斯湾北侧的米塞罗角。老普林尼本名盖乌斯·普林尼·塞孔杜斯[3]，曾在西班牙担任过代理总督。不过比起从政，他显然对自然科学更有热情，用平生所学编写了西方古典时期最具代表性的百科全书《博物志》。

　　在老普林尼生活的时代，维苏威火山已经沉寂很久了，在那之前大约150年，斯巴达克斯的起义军甚至在这座山上建立过大本营，就像小说里宋江等人在梁山上聚义一样，把前来围剿的官兵打得抱头鼠窜，那时候没人知道它居然是一座火山。公元79年它突然爆发，让老普林尼也始料未及，作为自然爱好者的老普林尼，立刻命令舰队出海，到那不勒斯湾的海面上寻找视野好的角度，观察这一前所未见的自然奇观。

　　老普林尼有个侄儿（名义上也是养子），人称小普林尼[4]，一直跟随在他身边。小普林尼预感到大事不妙，他劝他叔叔不要出海：“这可是火山爆发啊，我们得走远一点！”不过，老普林尼的神经比较大条，他完全不听侄儿的劝告。毕竟这近距离观察火山爆发的机会多难得啊，他非得看个明白不可，他也没想到这将是一场规模巨大的灭顶之灾。

　　随着从火山口喷射而出的炽热岩浆像雨点一样扑向周围的城市，那不勒斯湾沿岸的居民们陷入了恐慌。这时的老普林尼已经带着舰队来到了海湾中央，突然他收到了一个求救信号，来自海湾南边的港口斯塔比亚的灯塔。求救信号是他的两个朋友发出的（一个罗马参议员和一位他熟悉的姑娘），由于火山爆发的冲击波在海湾里引发了大浪，这两个人乘坐的船只被死死地按在了海岸线上，无法离开岌岌可危的斯塔比亚，只能通过灯塔的火光，给舰队发信号求援。

　　老普林尼决定亲自带领救援舰队前去解救。他命令舰队驶向海湾南岸，他们在和同样扑向斯塔比亚的滚滚浓烟赛跑，可比赛双方明显不是同一个水平的。火山碎屑流的温度可能高达500℃，速度每小时150千米，远远超过了罗马舰队的速度。直到此时，这支曾经战无不胜的罗马海军才隐隐地意识到，这次他们将要面对一个多么恐怖的敌人。

　　当舰队逐渐靠近海岸时，他们遭到了一阵由浮石发起的狂轰滥炸。所谓浮石，就是一种在剧烈的火山喷发时形成的火山碎屑岩，内中含有许多小孔，导致其密度较低，能够浮在水面上。这种岩石是由含硅量很高的岩浆凝结而成，它粘度大，不易流动，就像胶水一样。由于有这种粘稠岩浆存在，火山喷发时的能量不容易释放，反而会越积越多，就像是一只瓶子被紧紧地封住了瓶口，但里面的气压却越来越高，直到最后炸开，这样会引发毁灭性的剧烈喷发。这场袭击了罗马海军舰队的浮石雨是维苏威火山喷发剧烈程度的证明之一。

　　老普林尼身边的士兵们意识到了事态的严重性，他们请求老普林尼放弃行动，因为强行靠岸实在是太过危险了。但是，一心想着救人的老普林尼却铁了心要靠岸，他站在船头，引用剧作家泰伦提乌斯笔下的名句，豪气万丈地向士兵们下令道：“命运会眷顾勇敢的人！向参议员的方向，前进！”

　　这个决定要了老普林尼的命，不是形容词，也不是夸张的修辞手法，是字面意义上的要了命。

　　等战船靠近海岸，老普林尼才看清，昔日繁华的港口小城斯塔比亚早已在火山灰和岩浆雨的摧残下变成了燃烧着的残垣断壁，城里城外还聚集着一些从庞贝逃过来的人。原来在这时候，距离火山更近的庞贝城已经被火山碎屑流给彻底摧毁了。惊魂未定的庞贝城幸存者们怎么样无法相信，自己生活的那座被誉为南方海滨明珠的城市，那座经历过第二次布匿战争、同盟者战争、斯巴达克斯起义以及数次大地震而屹立不倒的坚城，竟然一夜之间被从地图上抹去了。

　　老普林尼在斯塔比亚港口寻找他的朋友，只找到了参议员一个人，没人知道那位姑娘的下落。此时的火山喷发已经进入了高潮，而当时的风向正好转向了斯塔比亚所在的那不勒斯湾南岸，火山灰和巨浪都直冲斯塔比亚而来。由于老普林尼这次出海乘坐的并不是主力战舰，而是相对较轻的小型战船，因此就连他的罗马海军也无法返航了。

　　看着逐渐坍塌的斯塔比亚，焦虑逐渐在士兵中蔓延。为了安抚部下，老普林尼和参议员在一座相对完好的建筑里组织了聚餐和派对。可是都到这个份上了，士兵们哪里还有心思吃吃喝喝，随着浮石继续落下，建筑的摇晃越来越剧烈，惊恐驱使着他们从建筑里撤了出来。忽然，一块浮石掉下来，咣当一下砸中了参议员的脑门，送他直上西天。见此情景，曾经在战场上勇往直前的罗马士兵们崩溃了。面对雨点般的浮石和火山灰那巨大的压迫感，他们陷入了前所未有的惊骇，像被鬼追一样一哄而散，丢下主帅老普林尼，各自逃命去了。

　　三天以后，火山灰逐渐消散，返回斯塔比亚的人们在一堆浮石之下找到了老普林尼的遗体。可叹老普林尼一生叱咤风云、能文能武，最后死得跟蝼蚁一般，据说他的身上没有明显的外伤，因此很他可能是被浮石埋没以前，就已经死于有毒的火山烟雾之中了。

　　在火山爆发期间，因为风向的关系，位于那不勒斯湾北岸的米塞罗角幸运地躲过了火山灰的侵袭。小普林尼躲在那里详细地记录下了火山喷发的整个过程。这份笔记将在接下来的上千年的时间里，都是欧洲人研究火山活动的重要材料。从此之后，类似维苏威火山这样，伴随着高大的火山灰柱、浮石雨和激烈气体爆发的火山喷发，被命名为“普林尼式喷发”。

　　老普林尼的故事过去千年，但到了十八世纪，仍然在欧洲广为人知。

　　除了维苏威火山之外，意大利西西里岛上还有一座更活跃的火山——埃特纳火山，它在十八世纪和十九世纪都爆发过，对于欧洲的知识分子来说，是再熟悉不过了。欧洲的贵族和学者们到意大利旅游的时候，通常都会去拜访维苏威和埃特纳的火山遗迹。

　　例如，苏格兰地质学家詹姆斯·霍尔爵士（注意，这不是后来美国的那位同名同姓的地质学家）就曾在一次旅途中专程去拜访了维苏威火山，并且在维苏威火山采集了许多火山样本，带回爱丁堡去做熔化实验。查尔斯·莱尔则在1819年访问了埃特纳火山，考察了1810年火山爆发留下的遗迹。

　　莱尔还研究了西西里岛周围的一些海洋地层。他发现这些地层中的一些海洋软体动物的化石 和仍然生活在地中海的一些软体动物基本是一样的。所以莱尔认为，这些地层一定是在相对较近的时间内被迅速地抬高到海平面以上几千英尺高度的。

　　莱尔推测了这些地层被抬升的原因：在埃特纳火山底下的深层，发生了柱状岩侵入的现象，西西里岛的海洋地层都是被柱状岩从下往上拱起来的。而莱尔认为这些柱状岩就是火山活动的源头。

　　这就是哈顿、莱尔以及其他很多学者所认可的火成论。火成论的核心思想就是：地球上不是所有的岩石都是沉积岩。相反，很多岩石的来历其实和火山活动有关。从现代地质学的角度看，火成论的观点是理所当然的正确，甚至是如废话一般正确，但是在当年，火成论有个旗鼓相当的对手——水成论。

　　水成论的最初提出者是十七世纪的英国人约翰·伍德沃德[5]，他是个“古玩爱好者”，对过去的各种老旧玩意儿很感兴趣，不管是天然的还是人造的，只要是有年代的物什，在他眼里都是宝，这其中就包括化石。

　　伍德沃德喜欢搜集各种生物化石，他在1695年的时候写了一本书，在书里谈到了化石的形成。他说，岩石中的那些化石和《圣经》里的诺亚大洪水有关。大洪水爆发后，世界上的多数生物都被淹死了，遗骸被冲到泥沙中埋藏起来，久而久之形成了化石。

　　伍德沃德的书里夹杂了大量的宗教元素，很多人并没有把它当做是科学意义上的正经论述。在科学意义上正式提出了水成论的人，是德国弗莱堡矿业学校的那位桃李满天下的教授亚伯拉罕·维尔纳，我们之前早已介绍过他，这里不再赘言。

　　维尔纳认为，地球的岩石几乎都是在一场超级大洪水中沉积下来的。而火山活动？那不过是地下深层的煤层在燃烧罢了！也就是说，得是先有煤层、再有火山活动，而煤其实是由沉积岩变质后形成的。所以在维尔纳看来，所有的岩石最初都应是沉积岩，它们是形成于水环境里的。这就是水成论的由来。

　　在那个年代，地质学家对整个地球系统的了解得还不是很多，所以维尔纳的水成论也有一大批忠实拥趸，和火成论的支持者们算是棋逢对手、将遇良才。水成论的英语是Neptunist，而火成论的英语是Plutonist，这两个词的词根正好与海王星（Neptune）、冥王星（Pluto）的词根相对应。我的天，这不就是海王星派对阵冥王星派的星球大战么！

　　可是随着争论的进行，双方的实力出现了此消彼长，水成论逐渐占据了上风。这是咋回事呢？

　　原来，科学家和普通人都有一个共同的弱点——怕麻烦，没办法，这是人性的弱点。恰好，水成论是一个省事儿的理论，因为根据它的定义，所有类型的岩石都是在海洋中沉积形成的，无需深入研究。但是，如果你去问水成论的支持者这些岩石的具体形成过程，他们一般会说“我们不知道，但我们相信海洋是神奇而伟大的，这些岩石一定能被沉积出来”。这就像是在做团体作业时，你不知道答案，就把作业里的空格都填上“我不知道”，然后期待更聪明的队友来解决问题一样。

　　与此相反，火成论的支持者们就没法这么偷懒，他们必须费尽心思去找物理和化学的知识，来解释各种岩石的形成，真是太麻烦了！而且因为时代所限，他们找来的那些物理和化学理论也确实不完美，属于吃力不讨好的行为。所以自然而然地，支持水成论的人多了起来。而且，除了学术圈之外呢，很多在当时比较有影响力的神职人员也支持维尔纳的水成论，毕竟它和《圣经》里的诺亚方舟有契合的地方。

　　这时候，现代地质学奠基人之一哈顿就要发挥作用了。哈顿其实也是火成论学派的创始人之一，当时他主要在研究苏格兰一带的地层。他家住在爱丁堡，非常熟悉那附近的地层，那里有一处非常著名的侵入性玄武岩景观，名叫索尔兹伯里岩壁[6]。

　　在爱丁堡附近，有很多保存很好的沉积岩层，它们大部分都是一层层水平排列的，比较旧的在下面，比较新的在上面。所谓的索尔兹伯里岩壁，就是有一条玄武岩组成的岩脉，插入了这些水平方向的沉积岩地层里，因为它比其他沉积物坚硬，后来此处在被冰川覆盖的时候，别的地层都被侵蚀掉了，只有它和被它覆盖的地层坚挺地保留了下来，形成了一条峭壁。

　　哈顿认为，索尔兹伯里岩壁上的玄武岩，其实就是水平侵入海底沉积物的岩浆在凝固之后形成的。这对于斯特诺的叠覆律来说，是一个巨大的挑战，因为它改变了旧的地层在下，新的地层在上的基本格局。基于此，哈顿提出了切割律，我们之前已经讲过了，这里不细说。

　　维尔纳得知此事后，也发表了自己的看法，他仍然试图用最经典的叠覆律来解释这些玄武岩。其实维尔纳并不是要完全否认火成岩的存在，只不过在他看来，只有那些在火山附近、明显是由熔岩流直接凝固的岩石，才能被算作火成岩。至于索尔兹伯里岩壁上的玄武岩，维尔纳坚信它们仍然是沉积岩，和砂岩、页岩、石灰岩一样，它们是在海洋环境形成的。

　　这当然也不完全怪维尔纳，因为索尔兹伯里岩壁的玄武岩分层排列的这种方式，确实和普通的沉积岩比较相似，有一定的迷惑性。再说了，维尔纳的大本营在德国附近，他的观察范围主要是德国的萨克森州和波西米亚一带的岩石，所以他所熟悉的地质景观确实也和苏格兰有区别。

　　但是1794年，哈顿又在苏格兰做野外考察，有了更有意思的新发现。苏格兰这个地方是现代地质学的摇篮，它的许多经典地质景观对地球科学的诞生和发展做出了不可替代的贡献，这一次，哈顿考察的是苏格兰的一处花岗岩山体。他发现，这里多数沉积岩以及板岩和片岩（属于变质程度不高的变质岩）的排列方式都是水平分层的，但是这些花岗岩是斜着切入到了其他的岩层里面，形成了类似于矿脉的结构。

　　这就彻底没法直接套用斯特诺的叠覆律来解释了，必须要引入一些新的理论才能说得通，所以哈顿提出：这些花岗岩的前身也是来自火山的岩浆。而且这次火山活动的时间是在其他岩层形成之后。岩浆破坏了旧有的水平方向的岩层，以一定的角度沿着一些缝隙切入到了这些地层内部，凝结后成了这些斜插进来的花岗岩岩体。

　　不过，这一次维尔纳还是坚持自己的看法，仍然认为这些花岗岩也是在海洋里形成的，是沉积岩的一种。在维尔纳看来，之所以能形成这种斜向的构造，是因为这里的地层受到了其他自然过程的后期影响，不过具体是什么样的过程和影响、它们的物理或者化学原理是什么，维尔纳并没有解释清楚，他说这些问题就让后人去摸索吧。

　　哈顿和维尔纳的论战就像是一场激烈的足球比赛，不仅场上双方的队员们杀红了眼，场外的观众们也都热血沸腾，想换球鞋自己上了。随着时间的推移，水成论和火成论的争论像烤麸一样变得越来越热，也不再仅限于是德国人和苏格兰人之间的竞争，整个欧洲都被卷入了这场争论中。比如，法国的詹·格塔尔[7]和尼古拉斯·德马雷[8]这两位科学家先后入场参战。这两位科学家的背景比较特别，其实都算是半个政治人物。

　　格塔尔本职工作是医生，但是他有贵族身份，而且是最高等级的公爵，可谓是行走的荣耀，即使参与科学争论，也是毫不掩饰自己的贵族身份，一边手托着咖啡杯，一边用优雅的词句发表观点。如果说格塔尔这个名字可能对大部分人来说比较陌生的话，没关系，他有一个很牛很牛的学生，估计只要中学毕业的人都听说过，那就是化学家拉瓦锡。没错，那位测定了空气成分、定义了元素的现代化学之父拉瓦锡，就是这位格塔尔的学生。至于另外那个德马雷，他虽然出身比较一般，但这人最早是研究国际关系的学者，后来又在法国政府担任过工业制造领域的首席检察官，也算是个政客。

　　这两个法国人干了啥呢？他俩业余时间闲不住，都喜欢到处跑野外研究地质学，尤其偏爱去爱尔兰。爱尔兰岛上有一个名景叫做巨人堤道[9]，现在是位于英国下辖的北爱尔兰境内，但在当时还属于爱尔兰。这里有好几万个六边形底面的石柱，排得整整齐齐，真是鬼斧神工，又神奇又壮观。这两位法国人去拜访了巨人堤道后，讨论起这些景观是怎么形成的。这一讨论不打紧，两个人从此分道扬镳，他们对这些石柱的成因，拥有完全不同的观点。

　　格塔尔认为，构成这些石柱的玄武岩是在水中结晶而成的，这和维尔纳的想法不谋而合，可是德马雷不同意这个说法，他继续沿着爱尔兰的海岸线走，发现这类石柱的分布范围很广，绵延了好几公里。他还看到这些石柱附近有一些古老的死火山遗迹，所以他认为这些石柱是由熔岩固化而来的。从此以后，这两位法国科学家也加入了争论，他们一个喜欢水成论，一个喜欢火成论，就像现在的爱好者们辩论苹果和安卓到底哪个好，那真是互不相让互不买账，竭尽全力给自己喜欢的一方找有利证据，还时时不忘踩对方一脚。这两个人毕竟是法国人，所以接下来，他们把更多的精力放在了对法国本土的地质考察上。

　　格塔尔走访了法国本土的很多地质景观，考察了许多地层。在巴黎科学院的赞助下，他和学生拉瓦锡一起合作调查了整个法国范围内岩石的化学性质和分布情况，然后出版了一张大型的法国地质图。德马雷也不甘示弱，在法国四处开展考察。和格塔尔不一样的是，德马雷的考察重点只集中在法国的火山遗迹上。他对法国的火山岩分布进行了汇总，绘制了详细的火山岩分布地图。其中，他在法国中南部奥弗涅[10]地区发现了一些死火山，以及从这些死火山的中心流出的熔岩流凝结而成的岩石。

　　这是法国境内第一次发现死火山的遗迹。根据这次的考察成果，德马雷把熔岩流与死火山的火山锥和火山口在空间上联系了起来。而且和之前已经被研究过的那些死火山相比，这座死火山有个特殊的地方，那就是在它的下方有很厚很厚的花岗岩层。这说明什么？这说明：至少对于这座火山来说，煤层不可能是它活动的热源。这就严重地挑战了水成论的观点。

　　不过，德马雷在生前并没有发表他的详细成果，他在1815年去世了，享年90岁。德马雷他们家是个出了名的学霸家族，他儿子和孙子都是有名的生物学家，三代都从事学术研究，家族里科研基因可见一斑。德马雷去世之后，他儿子才把他的手稿整理之后发表出来。如果当年德马雷能跟维尔纳正面刚，那这场辩论肯定会很刺激，可惜德马雷生前太低调，没发起精彩的公开辩论。

　　虽然德马雷所在的火成论这一派取得了不错的进展，但水成论那边也不甘示弱，有一个新人站出来扛起了水成论的大旗。这人是谁呢？他名叫奥布松[11]，是维尔纳最杰出的学生之一。当时，奥布松正在研究德国北部哈茨山脉的萨克森玄武岩，想评估萨克森玄武岩的起源。这个地区这里是维尔纳水成论学派的主场，是他们进行野外考察的核心地带。

　　奥布松一看德马雷的手稿，眼角就开始抽搐，他很不爽，因为这个法国人竟然敢质疑他的老师！于是他义无反顾地写了一篇文章，寄给了一家出版社，想要为维尔纳辩护。他在文中毫不客气地批评德马雷的火成论观点，坚称德马雷对法国火山遗迹的判断肯定是哪里搞错了。但问题是，他自己连法国都没去过，没有见过那些火山遗迹，竟然还想跟土生土长的法国人德马雷斗嘴？这简直有点太天真了，就连出版社的审稿人都看不过去。

　　审稿人看完奥布松的文章，建议他先亲自去法国看看德马雷提到的那些景观再来写文章。毕竟，你连现场都没去过，就凭空打嘴炮，有什么说服力呢？你好歹也是有点名气的学者，写篇文章就为了吵吵架，那也太掉价了吧！在审稿人的建议下，奥布松同意去法国看看，毕竟闲着也是闲着，夏天放暑假，正好有时间。

　　奥布松的地质学基本功特别扎实，他一抵达法国奥弗涅，强烈的直觉立刻就在啪啪地打自己的脸：看起来，这里的岩石的确是火山活动产生的，否则，它们的形态和性质是无法合理解释的。这下，他对德马雷的攻击就被他自己攻破了，简直就是一场自我毁灭的表演。但是即便这样，奥布松还是坚持认为，法国的这些岩石这是局部的个别现象，法国和德国的情况完全不一样，不能混为一谈。他仍然认为，德国萨克森的那些玄武岩是沉积岩。

　　我们公正地说，奥布松他并不完全是死要面子的嘴硬，他的确也有理性的思考。德国萨克森的玄武岩广泛分布在当地的山区，它们像帽子一样倒扣在不同的山顶上。奥布松推断说，这些玄武岩曾经是一组庞大岩体的一部分，后来中间部分被侵蚀掉了，只剩下了这些覆盖在不同小山的山顶上的“帽子”。如果把被侵蚀掉的部分添加回去，这一片玄武岩的体量那可就太大了。他认为如此多的岩浆不可能是从同一座火山里喷发出来——火山不可能储备那么多的岩浆（这是他基于当时尚在初步阶段的地质学理论形成的观点，实际上这也是不对的）。

　　那么，萨克森的这些玄武岩有没有可能是多个火山一起喷发才形成的呢？奥布松认为这也不可能，因为他和他的老师维尔纳早就把这一个地区找了个遍，根本找不到“多个火山源”的痕迹。 奥布松也没有看到玄武岩与周围的沉积物（包括煤）之间有任何的加热效应。他说，如果玄武岩本来是熔岩流，那在凝固前肯定是滚烫的，和它接触过的这些岩石肯定多多少少会留下被加热过的痕迹。然而在萨克森玄武岩的周围，他并没有观察到这样的迹象。

　　此外奥布松也注意到，当地有很多矿业公司挖掘的矿井穿过了一些花岗岩和片麻岩的基岩岩层。奥布松亲自下到了其中一些矿井里去勘探，但是他在任何矿井里都没有看到任何有可能是垂直方向火山通道的蛛丝马迹。奥布松还指出，如果这些玄武岩真的是由熔岩流凝固而成的，而且它们形成时间晚于这些小山，那么我们就应该能观察到玄武岩往下坡方向流动过的痕迹，而不是全部都停留在山顶上，所以在他看来，这最后的一种可能性也被排除了。

　　因此奥布松得出结论：萨克森玄武岩拥有的这些特征，都和现代熔岩流的特征有所不同。所以他觉得萨克森的玄武岩不可能是熔岩流形成的，而是一种特殊的浅层沉积地层。

　　后来，奥布松找来了一些取样自埃特纳火山的玄武岩，把它们的化学成分和萨克森玄武岩的化学成分进行了对比，同时还对比了一种灰色泥岩的化学成分。奥布松发现萨克森玄武岩和灰色泥岩都含有5%的水，而埃特纳火山的玄武岩是不含水的。看到这里，奥布松更有信心了，他宣布：这些化学成分的差异，就证明萨克森和埃特纳火山的玄武岩不是一回事儿。

　　当然了，我们后来知道奥布松在当时是受制于时代的局限性，才得出了错误的结论。他那时候还不知道，风化作用会给玄武岩和其他岩石带来含水矿物，所以对于像萨克森玄武岩这样经历了漫长风化过程的古老火成岩来说，含一点水是很正常的。而埃特纳火山附近那些玄武岩是“新鲜”的，历史很短，所以确实是几乎不含水的。因此“有没有水”这个特点并不能说明什么问题。

　　然而，即便在考虑了时代局限性的前提下，奥布松还是有一个很难被原谅的疏忽。他没能发现埃特纳火山附近的玄武岩里含有的铝、钠、钙和铁的含量，和萨克森玄武岩非常相似。这些成分的含量是奥布松完全有能力测出来的，但是被他忽略了。

　　有支持火成论的科学家去找奥布松理论过。当时大致发生了这样的对话。

　　科学家问：“海水的化学成分你知道不知道？”

　　奥布松说：“我知道啊！”

　　科学家问：“那么萨克森玄武岩的成分你知道不知道呢？”

　　奥布松说：“废话，我就是研究这个的，当然也知道啊！”

　　于是科学家就又问：“那你能否从化学角度解释，海水里面是如何沉淀出萨克森玄武岩的呢？海水和玄武岩的化学成分根本就是天差地别，别的不说，玄武岩里的含有大量的铁元素，它们是怎么从海水里面得来的呢？总不能无中生有吧！”

　　这就把奥布松给问得哑口无言了，支支吾吾半天，最后只能说：“原因很复杂，但是那不是我的研究范围。我只研究萨克森玄武岩的局部现象，至于其他的东西，你去找别人了解去吧！”

　　面对火成论支持者们的追问，奥布松只能这样搪塞。但是后人从奥布松自己的私人笔记里得知，他在那时候的确已经在心里对他所认同的水成论产生了怀疑。他的水成论立场已经有点动摇了，因为海水的化学性质和玄武岩的确是对应不上的。他无论如何也解释不了这个现象。

　　维尔纳的优秀学生奥布松出师不利，立场有点动摇。但是在当时，水成论仍然长期处于优势地位，让火成论学派很难发展。之所以这样，主要是因为维尔纳培养出了一大批好学生。

　　我们前面介绍过，维尔纳这个人什么都好，就是一写论文就犯难，到后来他索性不写了，全靠他的学生到处去宣讲他的科学思想和成果。好在他的学生也很争气，出了一大堆名人，像冯·布赫、洪堡、奥布松这样的优等生还有很多很多，他们结业后又分散到欧洲各国，乃至美国，在各种大学和机构里当老师，让维尔纳的学术传承家谱愈发的枝繁叶茂起来。这些人大部分都不遗余力、不厌其烦地去宣扬水成论的观点，甚至都快让水成论变成一种信仰了。

　　维尔纳本人比较保守，甚至有时候在某种意义上，他对地质学的看法也比较狭隘和盲目，因为他只关注萨克森州的地质学，从来没有离开过这个地区。但是在他学生们的帮助下，他的学派不断发展壮大，最后徒子徒孙遍及了欧美各国。比如我们之前提到的那位罗伯特·詹姆森（莱尔和达尔文的老师），在爱丁堡大学当上了教授后，就在爱丁堡大学成立了一个“维尔纳自然历史学会”，而这个协会的主要任务就是宣传维尔纳的科学思想。

　　有一次，詹姆森邀请奥布松从德国去苏格兰访问，他们一起去实地考察了苏格兰海岸边的岩石露头。奥布松本来以为，这次考察就他们两个人自己去呢，结果哪成想，詹姆森带去了40多个学生，这么一大群人，呼呼啦啦地走在苏格兰的乡间野外，队伍浩浩荡荡的，把当地农民都看呆了。在詹姆森的引导下，这些学生学习记录了当地玄武岩的许多性质特征。在这个过程中，他不断给学生们灌输说，这些玄武岩一定是沉积岩，如果听到有人说这是火成岩，一定要反驳。

　　相比之下，火成论学派的主要倡导者詹姆斯·哈顿并没有在任何大学或研究所里担任学术教职，所以没有学生帮他传播自己的科学主张。而且前面也介绍了，哈顿的语文不及格，写作能力差得令人发指，这就更不利于他宣传自己的理论。莱尔和其他的一些很有名望的英国地质学家虽然偏向火成论，但是他们把主要精力放在了对沉积岩和化石年代的研究上，也很难进一步给哈顿提供更多的支持。

　　所以，在这场学术争论中，没有教职工作的哈顿几乎是孤军奋战，他只有一个比较有分量的盟友——约翰·普莱费尔。这人倒是如假包换的爱丁堡大学教授，但是他的研究领域是数学，而不是地质学，所以也帮不上什么具体的忙。

　　这一增一减，就让火成论的观点一直处于下风。那么这个局面要怎样才能扭转过来呢？如果我们仔细想想就会发现，前面提到的这些研究，包括岩层、地图、含水量之类的，都是宏观层面上的研究。那如果在宏观层面遇到了阻碍，可以怎么办呢？很简单，宏观的不行，就搞搞微观。于是，显微镜即将在地学领域派上新用场，带着地质学踏入微观领域。

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