地球的臉龐——Eduard Suess的故事

海洋和山脈是地球表面最為宏觀顯著的特徵，同時也是地殼結構最基本的要素，但曾幾何時，它們卻長期遊離於地質研究的範疇。19世紀初期，有關它們形成的觀點初見端倪，德國地質學家Leopold von Buch（1774-1853）提出抬升理論，即岩漿侵入，地表抬升，形成山脈。

法國地質學家Elie De Beaumont（1798-1874）則認為山脈和海洋是地殼冷卻收縮的結果，並由此推斷全球山脈幾近同時。

美國地質學家James Dwight Hall（1813-1895）則認為現在的高山之地，前世曾為低洼之處，並將這一 「低洼之處」稱為「地槽」， 但他們的理論太過主觀想像，沒有得到廣泛贊同認可，即使在早期地質教科書里，它們也像後媽一樣不受待見。

Eduard Suess（1831-1914）在深入調查了歐洲主要山脈後，認為水平運動是造成其形成的第一因素，垂直升降運動只能排行老二，岩漿活動不是山脈形成的起因，而是山脈形成的結果。

許多後來者沿著Suess開闢的道路前行，最終以阿爾卑斯山為場地，建立了推覆理論，並將這種理論與大陸漂移相結合，從而奠定了地殼活動論的基礎，最終衍生了現在風靡全球的板塊構造理論。

Eduard Suess（1831-1914，來自網路）

Suess，1831年8月20日出生於英國倫敦一個商人家庭，1834年，全家去了布拉格，1845年，又搬到了維也納。他天生具有語言天賦，在家庭教師的指導下，先後學會了英語、德語與法語，長大後，又自學了俄語，為他以後從事科學研究打下了堅實基礎。

他的大學生涯開始於布拉格，但卻是在維也納拿到了畢業證。大學期間，他就時常出入自然博物館以及參加各種地質旅行，收集了大量古生物化石，從而激起了他對地質的興趣。

回到維也納後，他發表的有關筆石化石的見解引起了當時著名地質學家Wilhelm Haidinger（1795-1871）的注意，1852年，他被招入維也納自然歷史博物館，從事化石收集及分類工作。

在這裡，筆石、腕足、菊石等古生物化石吸引了他的目光，上了他的餐桌，通過與現行生物比較，研究它們的生活習性，發表了相關論文，這是他科學生涯的濫觴。

1853年，在嚮導陪伴下，他勇敢登上山勢嵯峨，難以攀越，海拔2995米的達赫斯坦山，看到了一幅不同於地面天然雕飾而成的優美畫面，他深深地被吸引，不能自拔，仿若一場大雨喚醒蟄伏沙漠十年的種子，倏然花開。

1855年，他同維也納自然歷史博物館主任的侄女，一位有名望的物理學家的女兒Hermine Strauss結了婚，婚後育有7個兒女，其中四子Franz Eduard（1867-1941）長大後也成為一名有名望的地質學家。

1857年，Suess進入維也納大學當了一名古生物學教授，1867年晉陞為地質學全職教授，在這個位置上，他呆了34年，直到1901年退休。

一個人的青春歲月需要熱情奔放，激情流淌，堅守本心，執意前行，如此方能在繁華過後結出誘人的果實。

Suess在與自然接觸的過程中獲得了極大的快樂與滿足，自然是人類過渡到現代文明真性情的殘留，只有在自然中，地質學家才能放飛靈魂於天地，領略浪漫于山間，才能慢慢懂得山的性情，才能學會嘗試去解讀。

在長途跋涉，肆意暢遊於阿爾卑斯山、喀爾巴阡山、蘇台德山脈以及亞平寧山脈後，他深刻地認識到造山過程並非一撮而就，而是從內到外漸次積累，連續變化，山脈並非對稱分布，垂直抬升難以給出合理解釋，水平縮短才更有說服力，但他最終將水平運動的原動力歸結為後來證明錯誤的收縮理論還是讓人頗為遺憾。

有一段時間，Suess對維也納盆地發生了濃厚興趣，這個盆地曾經是一個海相盆地，後來卻變成了淡水，多瑙河在此流過，作為Charles Lyell均變論的忠實信徒，他開始堅信只有連續的抬升才能使之脫離海洋形成現在模樣。

可在與俄羅斯地質學家Nikolai Pavlovich Barbot de Marny（1829-1877）通信後，他了解到，在同樣的標高，像維也納盆地一樣的地層層位，在黑海、高加索以北直到鹹海上千公里的範圍內，都可看到，這讓他對簡單的抬升產生了疑慮，冥思苦想後猜測是海平面變化導致了這一切。

水平造山與海平面升降相結合，使得Suess在心中逐漸湧現屬於自己的全球構造觀：造山運動是局部動作，海進海退是全球活動。

海進海退產生了包含特定化石的全球地層序列，因此使得全世界生物地層對比成為可能。海退造成大陸架回退，破壞了海洋生物環境，改變了陸地氣候條件與地形地貌，導致了生物圈（biosphere一詞由Suess1875年首次創造使用）的突然變化；海進則加速了生物演化，產生了大量新物種，從而擴大了海洋生物生存空間。

為了佐證他的理論，他廣泛收集篩選資料，集腋成裘，積沙成塔，最終寫就了小篇幅的《The Origin of the Alps》(1875)以及大部頭的《The Face of the Earth》（1883-1909），這使他獲得了巨大的聲譽，但同時也遭受了廣泛的質疑。

海進與海退示意圖（來自網路）

註：三種岩性從左至右依次為灰岩、泥岩、砂岩

Suess既沒有被讚譽暈倒，也沒有被質疑嚇倒，在他的心目中科學家總是從一個錯誤走向另一個錯誤，就像登山者總是從一塊岩石邁向另一塊岩石，行進的過程中，已經看到了不一樣的風景，獲得了不一樣的體驗。

他沒有躺在成果上睡大覺，成為思想的囚徒，而是不斷通過思考掌握世界，通過觀察理解世界。他開始以嶄新目光看待全球的陸地與海洋、山脈與裂谷。

通過與現代海洋沉積物對比，他注意到阿爾卑斯山-喜馬拉雅山整個地區在中生代時曾是一片深度超過4000米的汪洋大海，很像現在的大西洋，他以希臘神話中海神俄亥阿諾斯（Oceanus）妻子兼妹妹的名字將之稱為特提斯洋（Tethys Sea），今日中東和北非豐富的石油資源就是拜其所賜。

特提斯洋以南分布著大量晚古生代-中中生代陸相沉積地層，表明曾經存在一個大陸。通過舌羊齒化石的分布，他將南美洲、非洲、馬達加斯加、印度、澳大利亞、南極洲等陸塊聯繫在一起，統稱岡瓦納大陸（Gondwanaland）。

一個相似的大陸也分布於特提斯洋北部，即歐洲、亞洲、北美洲等陸塊，他稱之為安加拉大陸（Angara land），現代則一般稱為勞亞大陸（Laurasia），正是這兩個大陸的碰撞，導致了特提斯洋的消失，阿爾卑斯山、喜馬拉雅山的形成，今日地中海是昔時特提斯洋身影的殘留，站在西西里島，背對埃特納火山，依稀能感觸當年特提斯洋的風采。

他還是首位注意到東非大裂谷（Great Rift Valley）是岩石圈拉伸作用的結果，但在當時幾乎沒有人明白他說得是什麼。

~95Ma的特提斯洋及岡瓦納-勞亞大陸示意圖（來自網路）

註：特提斯洋與兩個大陸經歷了漫長的時間演化，本圖只是截取了一個時間段，全部演化示意圖可參照《從大陸漂移到板塊構造（上）》

Suess是第一個綜合系統、全面構建全球大尺度畫卷的人，他認為是地球收縮碰撞造成的山脈與盆地，引起的海進與海退勾勒了物種多樣、滿富生機的地球的臉龐。

他反對抬升理論，推崇水平造山，但他的解釋多淹沒於大部頭浩瀚的描述中，只有精讀方能會意，大多數人望而卻步，極少數讀過的人成了活動論者，直到後來的Tuzo Wilson，從收縮理論退卻，上了活動論的溫床，在板塊構造領域書寫了新篇章。

正是板塊構造理論刻畫了地球的臉龐，水平運動的威力也遠遠超出Suess的想像。Suess的研究把握宏觀與全局，注重事實與細節，避免僵化與教條，追求靈活與真理，他把原本孤立的、與世隔絕的區域地質裝入了更大的口袋，在更宏偉的畫面上上演「潘金蓮的前世今生」，這就是古地理與大地構造學的核心內容——研究地球外部岩石圈的架構與演化。

他的思想與靈魂，他的成就與方法，早已深深地注入後世地質學家的頭腦，你我皆有，只是行路匆忙，未曾留意。

除是一名地質學家外，Suess還是一名政治家，因解決維也納城市洪水泛濫與水源問題而受到市民的愛戴，他也是城市地質的開創者之一。

文明與河流息息相關，河流在文明中扮演了提供食物、進行貿易、抵禦外族等關鍵角色，因此許多重大城市多沿岸而建，不利之處是常會引起洪水泛濫或供水緊張。

維也納在歷史上曾經發生過幾次重大洪水事件，修建的堤壩也被沖毀。Suess建議重新挖掘一條運河，以緩解現有河流的壓力，困難是需進行大量的泥沙挖掘工作。

他曾有幸於1869年陪伴奧地利國王到埃及參加蘇伊士運河（Suez Canal）開幕儀式，與挖掘蘇伊士運河的公司技術人員討論了開挖多瑙運河的可能性，最終這家公司來到了奧地利，雖然挖掘過程中遇到了很多意想不到的困難，但經多方努力，都迎刃而解。

工程開工於1870年5月，1875年8月15日竣工，從1876年始，除特殊年份維也納再也沒有遭遇過重大洪水。

長期以來，維也納都是靠抽取地下水保障居民用水，由於人口激增及工業發展，原來的供應方式已經不能滿足需要，再是水被糞便蚊蟲等污染，衛生條件惡化，傳染病流行，特別是傷寒與霍亂，單只1830年，維也納就有2000人死於霍亂。

政府為解決供水問題於1858年成立了專家委員會，Suess也是這個委員會的一員，並成為關鍵人物。當時的委員會制定了兩個方案：擴充多瑙河畔現有供水系統和從維也納盆地南部抽取地下水。

Suess認為兩者皆不可取，懷揣為人民服務與可持續發展的雄心大志，他考察後建議以維也納西南100公里外阿爾卑斯山一匯水區為水源地，通過鋪設管道將清潔之水引入維也納。

建議一提出，就遭到了人們紛紛質疑，有的人認為是天方夜譚、烏托邦，有的人認為如此遠的距離技術不可行，造價又太高，但也有不少人支持，並最終獲准實施。

建設工作開始於1870年4月，幾乎和多瑙運河同步進行，1873年10月17日開始供水，傷寒死亡率隨即從每千人34人下降到9人，立竿見影，效果明顯。

維也納城市地形圖（來自網路，進行了簡單編輯）

1914年4月26日， Suess因支氣管炎於維也納去世。為紀念他仙逝百年。2014年歐洲地球科學聯合會出版了相關文集，闡述了Suess的主要工作；奧地利地球科學雜誌也出版了專刊，論述了Suess的主要成就及後期研究發展。

Suess給了地質一片蔚藍的天空，如今我們在天空下自由翱翔。

參考文獻

1.Thomas Hofmann et al.,2014,The face of the Earth:the legacy of Eduard Suess.Edition Lammerhuber,Vienna,European Geosciences Union

2.Michael WAGREICH&Franz NEUBAUER,2014,The geological thinking of Eduard Suess(1831-1914) between basic research and application:an introduction.Austrian Journal of Earth Sciences,Volume107/1,p4-5

3.Mott T. Greene,1982,Geology in the Nineteenth Century:Changing Views of a Changing World.Cornell University Press

4.Aart Brouwer,From Eduard Suess to Alfred Wegener.p33-39

5.John W.Judd,1914,Prof.Eduard Suess,For.MEM.R.S.May 7,Nature,p245-246

6.https://www.encyclopedia.com/people/science-and-technology/geology-and-oceanography-biographies/eduard-suess

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