幽冥的時間 Deep Time
文 程延年博士
國立自然科學博物館地質學組 資深研究員
博物館裡工作,面對著礦物、岩石、隕石、化石與各式各樣生物的骨骼,驚嘆於大自然界造形之奇異與色彩之美豔。「形」與「色」,就是這個看似混沌又隱藏著秩序的大自然兩項主軸要素。對於無生命的世界,「形」就是原子與原子之間的相依相偎,它們構成了有限的結晶形式,是為岩石與礦物千變萬化的基本格調。而對於生命的有機世界而言,「形」就是億萬年演化的結局。人類的手臂、蝙輻的皮翼與海豚的前鰭,都是源自於同樣祖先演變的產物,卻因為競爭求存、適應發展,有了截然不同的功能-形、功、與變,成為了生命演化的三位一體之精髓。在博物館裡工作,觀眾也會不時地棒著心愛的化石,詢問二個主要問題:牠們是甚麼?牠們有多老?百萬年為尺度的地質時間,往往成為普羅大眾難以跨越的鴻溝!
我們慣稱「宇宙」一詞,精準的講「宇」是指浩瀚蒼穹(Deep Space)-仰觀宇宙之大,俯察品類之盛,見天地之悠悠,獨滄然而淚下。而「宙」是指古往今來,幽冥的時間(Deep Time)-滄海之一粟、電光之一瞬。地質學家慣常用百萬年(Ma, mega anna, 106年)(註)作為時間的單元,這種地質時間尺度(Geologic Time Scale)可是兩個半世紀的建構。很多人對此難以理解、掌握,對於地球歷史的諸多事件,傳誦那一方失落的世界,我們如何排比它們的序列,說一帖美麗又動人的故事?
從現今的時間切面看地球的過往,就像是從放大鏡或者顯微鏡下霧裡觀花。越臨近的事件越清晰,越古往的就越形失焦模糊。地質學家陳述地質的事件,有兩種的時間尺度:一個是相對時間尺度,另一個是絕對時間尺度(又稱數值時間尺度)。遠在十八世紀中葉,G.Arduino 就將地球上各處的岩石,相對的從老到新分成為:原始的(結晶岩石沒有任何化石)、次生的(含有豐富的化石),與第三級的(疏鬆的砂礫泥土)。這種相對序列排比的時間單元,就逐漸形成當今古生代、中生代與新生代的相對時間尺度。再細分下去,我們專業上稱寒武紀、奧陶紀、志留紀,比起三疊紀、侏羅紀、白堊紀要更老;而後者又比第三紀與第四紀要更老。因而出現於寒武紀的三葉蟲,要比出現於侏羅紀的恐龍相對更老;出現於侏羅紀晚期的始祖鳥,要比出現於新生代的劍齒虎相對的要老。那麼,到底有多老?幾百年?幾萬年?還是幾億年?
地質學家從顯微鏡下遙望幽冥的過往,有三種時間尺度去刻畫各個事件,串聯起地球這本大書史詩。最近期的人類演化故事,以千年計(Ka, Kiloanna, 103年)(註)。比方說第一次用火記錄在700Ka,最早的城邦建構在50Ka。而針對地球演化與生命演化的故事,以百萬年計。例如寒武紀大爆發事件發生在540Ma,恐龍大滅絕事件發生於65Ma。而針對於星球起源與初始生命起源的探索,以十億年計(Ga, giga anna, 109年)(註)。像是地球上最早的岩石記錄在4.1Ga,最早的化學化石遺痕發現於3.8Ga。這種絕對時間的界定與認知,是晚在1896年,科學家才首度發現到在天然礦物中輻射性的存在。利用不同元素的同位素及其半衰期,來計算出含有那種礦物岩層的生成(或者沉積)年代。經由分析儀器的逐漸精進,絕對年代的界定也更為精準。像是寒武紀的底界,從600±20Ma(1960年),到570Ma(1990年)到今天的542±1.0Ma(2004年)。
幽冥的時間捉摸不定,逝著如斯,不捨晝夜。瞬間與永恆的界定與分野,我們果真掌握到了嗎?科學探究真相,宗教冥思意涵與價值。科學家探究岩石的年齡有多老(the Age of Rocks),宗教家思索萬世之磐石、基督聖明(Rock of Ages)。科學家探究天體蒼穹如何運作(How the heavens go),宗教家冥思如何得道升天堂(How to go to heaven)!