地球的脸庞——Eduard Suess的故事

海洋和山脉是地球表面最为宏观显著的特征，同时也是地壳结构最基本的要素，但曾几何时，它们却长期游离于地质研究的范畴。19世纪初期，有关它们形成的观点初见端倪，德国地质学家Leopold von Buch（1774-1853）提出抬升理论，即岩浆侵入，地表抬升，形成山脉。

法国地质学家Elie De Beaumont（1798-1874）则认为山脉和海洋是地壳冷却收缩的结果，并由此推断全球山脉几近同时。

美国地质学家James Dwight Hall（1813-1895）则认为现在的高山之地，前世曾为低洼之处，并将这一 “低洼之处”称为“地槽”， 但他们的理论太过主观想象，没有得到广泛赞同认可，即使在早期地质教科书里，它们也像后妈一样不受待见。

Eduard Suess（1831-1914）在深入调查了欧洲主要山脉后，认为水平运动是造成其形成的第一因素，垂直升降运动只能排行老二，岩浆活动不是山脉形成的起因，而是山脉形成的结果。

许多后来者沿着Suess开辟的道路前行，最终以阿尔卑斯山为场地，建立了推覆理论，并将这种理论与大陆漂移相结合，从而奠定了地壳活动论的基础，最终衍生了现在风靡全球的板块构造理论。

Eduard Suess（1831-1914，来自网络）

Suess，1831年8月20日出生于英国伦敦一个商人家庭，1834年，全家去了布拉格，1845年，又搬到了维也纳。他天生具有语言天赋，在家庭教师的指导下，先后学会了英语、德语与法语，长大后，又自学了俄语，为他以后从事科学研究打下了坚实基础。

他的大学生涯开始于布拉格，但却是在维也纳拿到了毕业证。大学期间，他就时常出入自然博物馆以及参加各种地质旅行，收集了大量古生物化石，从而激起了他对地质的兴趣。

回到维也纳后，他发表的有关笔石化石的见解引起了当时著名地质学家Wilhelm Haidinger（1795-1871）的注意，1852年，他被招入维也纳自然历史博物馆，从事化石收集及分类工作。

在这里，笔石、腕足、菊石等古生物化石吸引了他的目光，上了他的餐桌，通过与现行生物比较，研究它们的生活习性，发表了相关论文，这是他科学生涯的滥觞。

1853年，在向导陪伴下，他勇敢登上山势嵯峨，难以攀越，海拔2995米的达赫斯坦山，看到了一幅不同于地面天然雕饰而成的优美画面，他深深地被吸引，不能自拔，仿若一场大雨唤醒蛰伏沙漠十年的种子，倏然花开。

1855年，他同维也纳自然历史博物馆主任的侄女，一位有名望的物理学家的女儿Hermine Strauss结了婚，婚后育有7个儿女，其中四子Franz Eduard（1867-1941）长大后也成为一名有名望的地质学家。

1857年，Suess进入维也纳大学当了一名古生物学教授，1867年晋升为地质学全职教授，在这个位置上，他呆了34年，直到1901年退休。

一个人的青春岁月需要热情奔放，激情流淌，坚守本心，执意前行，如此方能在繁华过后结出诱人的果实。

Suess在与自然接触的过程中获得了极大的快乐与满足，自然是人类过渡到现代文明真性情的残留，只有在自然中，地质学家才能放飞灵魂于天地，领略浪漫于山间，才能慢慢懂得山的性情，才能学会尝试去解读。

在长途跋涉，肆意畅游于阿尔卑斯山、喀尔巴阡山、苏台德山脉以及亚平宁山脉后，他深刻地认识到造山过程并非一撮而就，而是从内到外渐次积累，连续变化，山脉并非对称分布，垂直抬升难以给出合理解释，水平缩短才更有说服力，但他最终将水平运动的原动力归结为后来证明错误的收缩理论还是让人颇为遗憾。

有一段时间，Suess对维也纳盆地发生了浓厚兴趣，这个盆地曾经是一个海相盆地，后来却变成了淡水，多瑙河在此流过，作为Charles Lyell均变论的忠实信徒，他开始坚信只有连续的抬升才能使之脱离海洋形成现在模样。

可在与俄罗斯地质学家Nikolai Pavlovich Barbot de Marny（1829-1877）通信后，他了解到，在同样的标高，像维也纳盆地一样的地层层位，在黑海、高加索以北直到咸海上千公里的范围内，都可看到，这让他对简单的抬升产生了疑虑，冥思苦想后猜测是海平面变化导致了这一切。

水平造山与海平面升降相结合，使得Suess在心中逐渐涌现属于自己的全球构造观：造山运动是局部动作，海进海退是全球活动。

海进海退产生了包含特定化石的全球地层序列，因此使得全世界生物地层对比成为可能。海退造成大陆架回退，破坏了海洋生物环境，改变了陆地气候条件与地形地貌，导致了生物圈（biosphere一词由Suess1875年首次创造使用）的突然变化；海进则加速了生物演化，产生了大量新物种，从而扩大了海洋生物生存空间。

为了佐证他的理论，他广泛收集筛选资料，集腋成裘，积沙成塔，最终写就了小篇幅的《The Origin of the Alps》(1875)以及大部头的《The Face of the Earth》（1883-1909），这使他获得了巨大的声誉，但同时也遭受了广泛的质疑。

海进与海退示意图（来自网络）

注：三种岩性从左至右依次为灰岩、泥岩、砂岩

Suess既没有被赞誉晕倒，也没有被质疑吓倒，在他的心目中科学家总是从一个错误走向另一个错误，就像登山者总是从一块岩石迈向另一块岩石，行进的过程中，已经看到了不一样的风景，获得了不一样的体验。

他没有躺在成果上睡大觉，成为思想的囚徒，而是不断通过思考掌握世界，通过观察理解世界。他开始以崭新目光看待全球的陆地与海洋、山脉与裂谷。

通过与现代海洋沉积物对比，他注意到阿尔卑斯山-喜马拉雅山整个地区在中生代时曾是一片深度超过4000米的汪洋大海，很像现在的大西洋，他以希腊神话中海神俄亥阿诺斯（Oceanus）妻子兼妹妹的名字将之称为特提斯洋（Tethys Sea），今日中东和北非丰富的石油资源就是拜其所赐。

特提斯洋以南分布着大量晚古生代-中中生代陆相沉积地层，表明曾经存在一个大陆。通过舌羊齿化石的分布，他将南美洲、非洲、马达加斯加、印度、澳大利亚、南极洲等陆块联系在一起，统称冈瓦纳大陆（Gondwanaland）。

一个相似的大陆也分布于特提斯洋北部，即欧洲、亚洲、北美洲等陆块，他称之为安加拉大陆（Angara land），现代则一般称为劳亚大陆（Laurasia），正是这两个大陆的碰撞，导致了特提斯洋的消失，阿尔卑斯山、喜马拉雅山的形成，今日地中海是昔时特提斯洋身影的残留，站在西西里岛，背对埃特纳火山，依稀能感触当年特提斯洋的风采。

他还是首位注意到东非大裂谷（Great Rift Valley）是岩石圈拉伸作用的结果，但在当时几乎没有人明白他说得是什么。

~95Ma的特提斯洋及冈瓦纳-劳亚大陆示意图（来自网络）

注：特提斯洋与两个大陆经历了漫长的时间演化，本图只是截取了一个时间段，全部演化示意图可参照《从大陆漂移到板块构造（上）》

Suess是第一个综合系统、全面构建全球大尺度画卷的人，他认为是地球收缩碰撞造成的山脉与盆地，引起的海进与海退勾勒了物种多样、满富生机的地球的脸庞。

他反对抬升理论，推崇水平造山，但他的解释多淹没于大部头浩瀚的描述中，只有精读方能会意，大多数人望而却步，极少数读过的人成了活动论者，直到后来的Tuzo Wilson，从收缩理论退却，上了活动论的温床，在板块构造领域书写了新篇章。

正是板块构造理论刻画了地球的脸庞，水平运动的威力也远远超出Suess的想象。Suess的研究把握宏观与全局，注重事实与细节，避免僵化与教条，追求灵活与真理，他把原本孤立的、与世隔绝的区域地质装入了更大的口袋，在更宏伟的画面上上演“潘金莲的前世今生”，这就是古地理与大地构造学的核心内容——研究地球外部岩石圈的架构与演化。

他的思想与灵魂，他的成就与方法，早已深深地注入后世地质学家的头脑，你我皆有，只是行路匆忙，未曾留意。

除是一名地质学家外，Suess还是一名政治家，因解决维也纳城市洪水泛滥与水源问题而受到市民的爱戴，他也是城市地质的开创者之一。

文明与河流息息相关，河流在文明中扮演了提供食物、进行贸易、抵御外族等关键角色，因此许多重大城市多沿岸而建，不利之处是常会引起洪水泛滥或供水紧张。

维也纳在历史上曾经发生过几次重大洪水事件，修建的堤坝也被冲毁。Suess建议重新挖掘一条运河，以缓解现有河流的压力，困难是需进行大量的泥沙挖掘工作。

他曾有幸于1869年陪伴奥地利国王到埃及参加苏伊士运河（Suez Canal）开幕仪式，与挖掘苏伊士运河的公司技术人员讨论了开挖多瑙运河的可能性，最终这家公司来到了奥地利，虽然挖掘过程中遇到了很多意想不到的困难，但经多方努力，都迎刃而解。

工程开工于1870年5月，1875年8月15日竣工，从1876年始，除特殊年份维也纳再也没有遭遇过重大洪水。

长期以来，维也纳都是靠抽取地下水保障居民用水，由于人口激增及工业发展，原来的供应方式已经不能满足需要，再是水被粪便蚊虫等污染，卫生条件恶化，传染病流行，特别是伤寒与霍乱，单只1830年，维也纳就有2000人死于霍乱。

政府为解决供水问题于1858年成立了专家委员会，Suess也是这个委员会的一员，并成为关键人物。当时的委员会制定了两个方案：扩充多瑙河畔现有供水系统和从维也纳盆地南部抽取地下水。

Suess认为两者皆不可取，怀揣为人民服务与可持续发展的雄心大志，他考察后建议以维也纳西南100公里外阿尔卑斯山一汇水区为水源地，通过铺设管道将清洁之水引入维也纳。

建议一提出，就遭到了人们纷纷质疑，有的人认为是天方夜谭、乌托邦，有的人认为如此远的距离技术不可行，造价又太高，但也有不少人支持，并最终获准实施。

建设工作开始于1870年4月，几乎和多瑙运河同步进行，1873年10月17日开始供水，伤寒死亡率随即从每千人34人下降到9人，立竿见影，效果明显。

维也纳城市地形图（来自网络，进行了简单编辑）

1914年4月26日， Suess因支气管炎于维也纳去世。为纪念他仙逝百年。2014年欧洲地球科学联合会出版了相关文集，阐述了Suess的主要工作；奥地利地球科学杂志也出版了专刊，论述了Suess的主要成就及后期研究发展。

Suess给了地质一片蔚蓝的天空，如今我们在天空下自由翱翔。

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