由于英国人在早期最为活跃,英国名称在地质词汇中占主导地位。泥盆纪(Devonian)当然来自英国的德文郡。寒武纪(Cambrian)来自威尔士的罗马名称,而奥陶纪(Ordovician)和志留纪(Silurian)则纪念古老的威尔士部落奥陶维斯人和志留人。但随着其他地方地质勘探的兴起,来自世界各地的名称开始悄然进入。侏罗纪(Jurassic)指法国和瑞士边境的汝拉山脉。二叠纪(Permian)纪念乌拉尔山脉的前俄罗斯彼尔姆省。白垩纪(Cretaceous)(源自拉丁语“白垩”)则要归功于一位名叫 J. J. d’Omalius d’Halloy 的比利时地质学家,他的名字听起来很活泼。
最初,地质历史被划分为四个时间跨度:第一纪、第二纪、第三纪和第四纪。这个体系过于简洁而无法持久,很快地质学家们就开始增加额外的划分,同时淘汰其他的。第一纪和第二纪完全不再使用,而第四纪则被一些人抛弃,但被另一些人保留。如今只有第三纪仍然是各地通用的名称,尽管它不再代表任何事物的第三个时期。
莱尔在他的《原理》中引入了称为“世”或“系”的附加单位,以涵盖自恐龙时代以来的时期,其中包括更新世(“最近的”)、上新世(“较近的”)、中新世(“中等近的”)以及颇为讨人喜欢的模糊渐新世(“但有一点近”)。莱尔最初打算使用“-synchronous”作为后缀,给我们带来像 Meiosynchronous 和 Pleiosynchronous 这样拗口的名称。颇具影响力的威廉·休厄尔牧师基于词源学理由提出反对,并建议采用“-eous”模式,产生了 Meioneous、Pleioneous 等。因此,“-cene”的结尾词在某种程度上是一种妥协。
如今,非常笼统地说,地质时间首先被划分为四个称为“代”的大块:前寒武纪、古生代(源自希腊语,意为“古老生命”)、中生代(“中间生命”)和新生代(“近代生命”)。这四个代又被进一步划分为十二到二十个亚组,通常称为“纪”,有时也称为“系”。其中大部分也相当著名:白垩纪、侏罗纪、三叠纪、志留纪等等。[8]
然后是莱尔的世(epochs)——更新世、中新世等等——这些只适用于最近(但在古生物学上繁忙的)六千五百万年,最后我们有一大堆更精细的细分,称为期(stages)或龄(ages)。这些大部分都以地名命名,几乎总是很拗口:伊利诺伊期、德梅因期、克鲁瓦期、基默里奇期等等,诸如此类。总而言之,根据约翰·麦克菲的说法,这些有“几十打”之多。幸运的是,除非你以地质学为职业,否则你不太可能再听到它们中的任何一个了。
更令人困惑的是,北美的期或龄与欧洲的期名称不同,而且往往在时间上只有大致的重叠。因此,北美的辛辛那提期主要对应于欧洲的阿什吉尔期,外加一点点稍早的卡拉道克期。
此外,这一切在不同的教科书和不同的人之间都会变化,因此一些权威描述了七个最近的世,而另一些则满足于四个。在一些书中,你还会发现第三纪和第四纪被移除,取而代之的是不同长度的称为古近纪和新近纪的时期。另一些则将前寒武纪划分为两个代,即非常古老的太古代和较近的元古代。有时你也会看到显生宙这个术语用来描述包括新生代、中生代和古生代的跨度。
此外,这一切仅适用于时间单位。岩石被划分为完全不同的单位,称为系、统和阶。晚期和早期(指时间)与上部和下部(指岩层)之间也存在区别。对于非专业人士来说,这一切可能会变得非常混乱,但对于地质学家来说,这些可能是充满激情的事情。“我曾见过成年人因为生命史上这隐喻性的毫秒而怒不可遏,”英国古生物学家理查德·福提在谈到二十世纪关于寒武纪和奥陶纪界限的长期争论时写道。
至少今天我们可以拿出一些先进的测年技术来讨论。在十九世纪的大部分时间里,地质学家们只能依靠最充满希望的猜测。当时令人沮丧的情况是,尽管他们可以按年龄顺序排列各种岩石和化石,但他们不知道这些时代到底有多长。当巴克兰推测鱼龙骨骼的年代时,他只能含糊地说它生活在“一万年,或者超过一万个一万年”之前。
尽管没有可靠的方法来确定年代,但愿意尝试的人却不乏其人。最早的尝试中较为著名的是在1650年,爱尔兰教会的大主教詹姆斯·厄舍尔仔细研究了《圣经》和其他历史资料,并在一部名为《旧约年鉴》的厚重著作中得出结论,认为地球是在公元前4004年10月23日中午创造的,这一断言此后一直令历史学家和教科书作者感到有趣。[9]
顺便说一句,有一个持续存在的迷思——并且在许多严肃的著作中被宣扬——即厄舍尔的观点主导了科学信仰直到十九世纪,而正是莱尔纠正了所有人的看法。斯蒂芬·杰伊·古尔德在《时间之箭》中引用了 1980 年代一本流行书籍中的一句话作为典型例子:“直到莱尔出版他的书之前,大多数有思想的人都接受地球年轻的观点。”事实上,并非如此。正如马丁·J·S·鲁德威克所说:“没有任何国籍的地质学家,其工作被其他地质学家认真对待,会主张一个局限于对《创世纪》进行字面解释的时间尺度。”即使是像十九世纪那样虔诚的巴克兰牧师也指出,《圣经》中没有任何地方暗示上帝在第一天创造了天地,而只是“在起初”。他推断,那个起初可能持续了“数百万乃至数百万年”。所有人都同意地球是古老的。问题仅仅在于它有多古老。
早期较为成功的测定地球年龄的尝试之一来自永远可靠的埃德蒙·哈雷。他在 1715 年提出,如果你将世界海洋中的总盐量除以每年增加的盐量,你就能得到海洋存在的年数,这会给你一个关于地球年龄的粗略概念。这个逻辑很有吸引力,但不幸的是,没有人知道海里有多少盐,也不知道每年增加多少盐,这使得这个实验无法进行。
最早可被称为稍微科学的测量尝试是由法国人乔治-路易·勒克莱尔,布丰伯爵,在 1770 年代进行的。人们早就知道地球会辐射出可观的热量——任何下过煤矿的人都清楚这一点——但当时没有任何方法可以估算散热的速度。布丰的实验包括将球体加热到炽热发白,然后通过触摸它们(大概起初非常轻微地触摸)来估算它们冷却时的热量损失率。由此他猜测地球的年龄在 75,000 年到 168,000 年之间。这当然是一个极大的低估,但仍然是一个激进的观念,布丰因此受到了逐出教会的威胁。作为一个务实的人,他立刻为自己轻率的异端邪说道歉,然后在他随后的著作中兴高采烈地重复了这些断言。
到了十九世纪中叶,大多数有学问的人认为地球至少有几百万年的历史,甚至可能有几千万年,但可能不会超过这个数字。因此,当查尔斯·达尔文在 1859 年的《物种起源》中宣布,根据他的计算,创造威尔德(英格兰南部横跨肯特郡、萨里郡和苏塞克斯郡的一个地区)的地质过程耗费了 306,662,400 年时,这令人感到惊讶。这个断言之所以引人注目,部分原因在于它惊人地具体,但更重要的原因是它公然违背了关于地球年龄的公认智慧。[10]它被证明如此具有争议性,以至于达尔文从该书的第三版中撤回了它。然而,其核心问题依然存在。达尔文和他的地质学家朋友们需要地球是古老的,但没有人能想出办法让它变得古老。
不幸的是,对于达尔文和进步而言,这个问题引起了伟大的开尔文勋爵的注意(尽管他无疑是伟大的,但当时还只是普通的威廉·汤姆森;直到 1892 年,他六十八岁,接近职业生涯尾声时,才被提升为贵族,但我将在此遵循惯例,追溯使用这个名字)。开尔文是十九世纪最非凡的人物之一——实际上是任何世纪的人物之一。德国科学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹,他本人也绝非智力迟钝之辈,写道开尔文拥有他所见过的人中最伟大的“智慧、清晰度和思维的灵活性”。“有时在他身边我感觉自己相当木讷,”他有点沮丧地补充道。