【按】下文为苏德辰先生又一篇在科学网上的精品科普作品，转此供学习

苏德辰：一步跨越亿万年—穿越于京西山水间

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=39317&do=blog&id=553525

春天终于来了，尽管外面还在刮着大风，但这是春天的风。您看，花儿已经在狂风中绽放。蛰伏在城里的人们都在计划着周末或小长假到郊外活动活动，呼吸些清新空气，吃些久违的农家饭菜。体力好的纷纷摩拳擦掌，准备爬山、远足、探险。2012年的春夏秋，您有什么样的郊游计划？

如果没有，建议您不妨以永定河为主线，逛逛京西的山水，探访一下门头沟的风土民情，实现一步跨越亿万年的梦想。

北京西山，沿永定河溯河而上，有一条绵延百里的京西古道，这是800年前蒙古人定都现在的北京（那时称大都）以来，北京与河北、山西、内外蒙古运送煤炭、石材及各种货物的必经之路之一。数百年间，无论商旅通行还是攻防征战，数不清的商人脚夫、马帮驼队无休无止地在这条古道上穿行，留下了不可磨灭的印迹。至今在门头沟的牛角岭、石佛岭等地还可看见清晰的蹄窝。周末或小长假，您不妨游历穿行于这些古道，体会想像一下古时贸易大通道的壮观情景。古道两旁明清时代的山村和遍布古道上的蹄窝会不会使你有一种一步穿越8百年的感觉？这800年的时光穿越实现起来应该很容易。

京西古道上的蹄痕（牛角岭）

没有时光穿梭机，人类如何跨越亿万年？特别是如何一步跨越亿万年？

人类的文字历史大概有数千年，这数千年的历史记录自然而然成为千年级别的时光穿梭机，使现代的我们基本可以准确知道数千年来人类社会的发展历史。

几十年前，数十万年级别直至亿万年级别的时光穿梭机基本上靠化石构成。地质学家靠岩石中发现的各种化石，基本确立了地球演化的时间格架。

得益于现代科学技术的飞速发展与进步，同位素测年技术已经发展得相当完美，大部分岩石的定年问题得到了解决。同位素测年技术与古生物化石构成了现在的时光穿梭机。人们已经大体知道了46亿年来地球的主要演化过程。

沧海桑田亿万年，有时只在一步间

对于大部分人，走路时的步伐通常在0.8米以内，这是根据本人的经验判断的。有史以来，世界上最大的一步发生于1991年8月30日的东京，在当天举行的第三届世界田径锦标赛上，美国人迈克·鲍威尔（Mike Powell）以8.95米的成绩刷新了比蒙保持了近23年的男子跳远世界纪录。从此，8.95米一直成为人类跳远的记录。因此我说10米是自然人在地球上永远不可能一步迈出的记录应该不过分。

岩层的形成过程受多种因素控制。有时，瞬间的海啸可以留下数米甚至更厚的沉积记录。而在远洋深处，由于沉积物来源有限，可能数万年只有厘米级甚至毫米级的沉积物。根据现有资料，距今18亿年至8亿年间（元古代），现在的北京及周边地区基本处于一个稳定的浅海环境，接受了巨量的沉积，在此期间形成的岩层厚度上万米。因此，若想一步穿越亿万年，几乎不可能。

但是，大约在8亿年前，北京及周边地区所处的华北地块突然整体抬升，突然从海洋环境变成陆地，这个过程一直持续了2亿多年。这2亿多年时间，因为华北地块处于海平面以上，没有接收任何海相沉积【这种长时间不接受沉积的时间过程称为沉积间断】。

距今5.4亿年前后的寒武纪，随着全球性的构造变动，华北地块又被海水淹没，以前在陆地上风化形成的古土壤或砾石一下子被新的海相沉积物所覆盖，形成了的独特的岩石，地质学家把混有大量底部砾石的岩层称为底砾岩。

5.4亿年前海水入侵时，有些地方的地势比较平坦，没有或很少有砾石，因此这些平坦的地方之上形成的岩石与之前的岩石之间虽然年代上相隔2亿多年，但空间产出上几乎严丝合缝，它们之间形成的岩层缝隙不到厘米级。整个华北地块从元古代开始到寒武纪，很少发生倾斜，因此这个界线之上与之下形成的岩层产出状态几乎一致【地质学家管这种上下岩层产状基本一致的间断叫平行不整合】。

如果你有幸在这个平行不整合的部位采一脚或者迈一步，那么一步跨越地质历史亿万年就不再是梦想了。因此，用不了8.95米的跳远记录，0.8米的普通步子就足够了，甚至刚会走路的婴儿也可实现一步跨越亿万年的梦想。

下苇甸村附近(东南）元古代与寒武纪之间的平等不整合（GPS：39°59'46.1"；116°2'4.7"，供参考）

需要说明的是，元古代与寒武纪之间的不整合界面在北京有多处出露。下苇甸村西的龙王庙后就有底砾岩，但想看它实在危险，不建议您去看。

北京还有其他不同时代之间的（平行）不整合，但位于下苇甸附近的这个平行不整合是最方便、最易识别的不整合之一（见最后的卫星照片）。

如果您想跨越大一些，可以到密云或蓟县，找到太古代（25亿年）与元古代（18亿年）之间的不整合，实现更大的跨越。

天津蓟县太古宙变质岩（25亿年）与元古代沉积岩（18亿年）之间的平行不整合

图中，中国地质大学的梅教授正在为研究生们讲解这个不整合（摄于2011年11月）。

沧海桑田亿万年，有时只在一步间。

这种没有太大危险、集锻炼、人文与自然于一体的户外活动是不是应该成为科学人的首选？

京西古道上的蹄痕（牛角岭）

门头沟区野溪村附近奥陶系灰岩中的褶皱。

 

文中所涉及的门头沟区内的卫星照片（来自Google Earth)