古海荒漠 : 科學史上大發現 研讀心得 地科所 碩二 曾慶順

作者：許靖華/著

原文作者：Kenneth Hsu

譯者：朱文煥

出版社：天下文化

距今1500萬年前，地中海一直是從大西洋通往印度洋的開闊海面。其後，沙烏地阿拉伯和歐洲的板塊碰撞切割了地中海與印度洋的聯繫。約在1000～800萬年前，地中海西端的直布羅陀海峽也關閉了，地中海成了大陸包圍的內海。海水的蒸發使得地中海逐漸乾涸，直至形成一片荒漠；地中海曾經乾化過，在上新世洪泛之後突然隔絕，這樣大型內陸海的消失，可能不是絕無僅有，北歐的察希斯坦系鹽層可能就是二億五千萬年前乾涸的一個內海。
地中海五百萬年前是乾化深盆地，附近的國家如阿爾及利亞、以色列、敘利亞陸續發現了隱伏的溝壑，深達海平面四百公尺以下，地質紀錄提供了在中新世末期有強烈的下切作用，上新世初期又為海水所淹沒，這些隱伏的溝壑被切斷出來時，地中海必定位於現代海平面一千公尺或更深些。
在西西里島的蒸發岩系上覆蓋的白色海洋沉積物特魯比(trubi)泥灰岩上的深海微生物是屬於深冷海底浮游屬種，古生物學家與沈積學家的結論，西西里島墨西拿期的鹽類沈積作用是由一次突發性洪泛終止後，當海水再度湧來時鹽水湖驟然變成深海，距今550萬年直布羅陀海峽重新打開，來自大西洋的海水瀉入古地中海，洶湧的海水淹沒了這一段歷史，直到今天，格洛瑪號的鑽探研究成果才揭開了這段歷史的面目。1970年8月29日淩晨，格洛瑪號在西地中海近3000米的深水下取上一段白色大理石似的岩石。這是一段典型的蒸發岩岩心，由硬石膏（anhydrite）和疊層石（stromatolites）組成，第13航次的主任科學家徐靖華根據這次鑽探的成果，描述了古海荒漠的故事。
作者的探勘船在地中海海脊上鑽孔，微細浮游生物和有孔虫以每千年約2公分的速率堆積，如果連續取100公尺深的岩心，就可得到500萬年地質史的紀錄，紀錄著蒸發岩堆積期末葉到洪泛期的歷史，中新世最末期的沈積物是碳酸鹽淤泥，科學家把淤泥解釋為乾化的地中海重新在充滿海水這一短暫時期中堆積下來的沈積物。
現在的地中海高密度鹽水，可經過直布羅陀海峽流到大西洋去，而在當時則不然，在中新世來直布羅陀是一個巨大瀑布，高密度鹽水不可能流返大西洋去，因此鹽度愈來愈高，只有某些微生物能生存下來。中新世末期直布羅陀大堤決口，大西洋海水流入地中海降低了高密度鹽水，環境使海洋生物重新滋生繁衍，因此現代海洋生物與上新世海洋生物化石非常相似，而與墨西拿鹽度危機期間消失的中新世生物有明顯的不同，環境變遷提供了中新世與上新世不同動物群解釋的基礎。
本書描述地中海的滄海桑田變遷過程，地中海五百萬年前是乾化深盆地，在上新世洪泛之後突然隔絕，蒸發岩層的發現是地中海因乾涸而沈積，幾乎與此發生的地中海墨西拿鹽度危機期同時。「古海」是地中海，西洋文明的搖籃，五百萬年前一度是封閉的鹽湖，由於與大洋的水流切斷，湖水不斷蒸發鹽度升高，生態環境逐步惡化。最後湖水乾涸，湖底朝天，成為「荒漠」，非洲的駱駝可能曾結隊越過地中海底，來往歐非洲之間。
由於沈積環境的改變，關於地中海的自然史，人們在山上發現了海洋生物遺跡，例如貝殼，有人推斷地中海過去曾是個封閉的海盆，海平面很高，足以淹沒現在的高山。直布羅陀海峽開啟之後，海水流出，海面下降，才形成今天的海岸，水平面下降，環海國家相對高程增大，植物分帶下降，河流下游平原成為高山草原，大陸棚變成長著針葉林的高原，深海平原上的淺鹹水出現鹽沼澤地。有人認為地震、火山爆發等自然因素能拔昇地塊，使原來的海岸上升，山上才會看到貝殼，總之沈積體系可能推測以往的滄海桑田變遷過程，透過地質學的研究與觀察，還原過去；但現有的題材與線索則無法預測將來可能會發生何種沈積環境。