將今論古

將今論古方法，是地球科學發展過程中的最基本也是主要的方法手段之一，是地質學中的獨特方法同時也是地質學家研究地球科學演變問題時的首選方法和有效手段。 ^[1] 

生物化石是重建古地理環境最重要的依據。如現代造礁珊瑚生存在熱帶、亞熱帶淺海中，在年平均温度低於18℃的海域只能生存，不能造礁，因而珊瑚礁的存在不僅表明屬於淺海環境，且是屬於熱帶、亞熱帶環境。

生物化石的某些生態特徵對重建古地理環境有重要意義。如樹葉有滴雨尖是熱帶雨林的特徵，披毛犀的長毛意味着氣候寒冷。一般説來，同一種屬的哺乳動物的個體，有向兩極寒冷環境增大的趨勢；與此相反，冷血動物的個體有向赤道濕熱環境增大的趨勢，最大的甲蟲、蚱蜢、多足類動物等都出現在熱帶和亞熱帶。動植物的繁茂程度也是探索古地理環境的依據。厚煤層的出現一般表明當時當地環境温暖潤濕，有利於植被的生長。生物化石的微細構造可用於追索古環境的細節。如根據植物化石中的年輪可推斷當時的温度季節變化和降水季節變化；年輪木明顯，可能表明當時當地是全年高温多雨的環境。

運用古生物信息重建古地理環境時，要注意不能機械地按現代種屬對環境的要求來解釋過去的生物地理現象，因為生物在進化，生物有逐漸改變自己對環境適應程度的能力。因此，在重建距今久遠的古地理環境時，應選擇進化緩慢的生物為標誌。一般説來，根據動物羣或植物羣來推斷古氣候、古環境，要比以個別種為依據更為可靠。 ^[2] 

沉積物和化石的化學性質記錄了當時當地的環境特點，因而地球化學與化學地理資料是重建古地理的信息，許多元素有顯示古環境的意義。如為高價氧化鐵所染紅的砂、頁岩，具有指示高温、低緯的古地理意義。海洋介殼類外殼中鎂和鍶的含量隨水温而變化，根據海底富含無脊椎動物介殼的鈣質沉積物中鎂和鍶的含量可推斷古水温：含量較高，一般為低緯暖水環境；含量低，一般為高緯冷水環境。

黏土礦物的性質能標示不同的古環境。伊利石的含量在赤道地帶最低，隨緯度升高而增高，高嶺土相反，在赤道強烈化學淋溶地區含量最高。南美亞馬孫河口不同時期沉積物的分析表明，全新世時期的沉積物中高嶺土含量較高；最後冰期時期的沉積物中高嶺土含量較少，且含有佔相當比重的未分解的方解石。這説明該地現代為熱帶雨林植被，在一、二萬年以前則是稀樹草原植被。由於後來的環境變化可能使先前埋藏的沉積物和生物體的化學性質發生改變，因而某些地球化學與化學地理資料在單獨使用時需要慎重對待。

火成岩和沉積岩中都含有細粒的磁性礦物，這些磁性礦物在冷卻沉積過程中，都受當時地球磁場的作用。成巖以後，這些古磁場特徵，便保存在岩石中。對不同年代的岩石作古地磁測定，可確定當時磁極的位置和採樣地點的古緯度。各大陸不同年代岩石樣品的古地磁測定表明，地球的磁極位置是在不斷移動的，説明各大陸的相對位置隨着時間的推移在變化，這是大陸漂移説和板塊構造説的重要依據。

同位素分析依據的氧同位素主要有3種﹕¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O。其中¹⁷O含量極小，可忽略不計。不同環境中的水，其¹⁸O與¹⁶O含量之比是有差異的，陸上水體中¹⁸O /¹⁶O的值均小於大洋水體中 ¹⁸O /¹⁶O的標準平均值。離海洋蒸發源愈遠，水體中的此值愈小。以大洋水中的¹⁸O /¹⁶O，標準平均值為準，各種水體中的¹⁸O /¹⁶O值與大洋水中的¹⁸O /¹⁶O標準平均值之差可以表示受温度的影響。現代南、北極地的冰蓋是由各個不同時期的降雪積累、壓實而成的，測得不同時期冰層中的¹⁸O值，即可往復各時期冰原的古氣温。同位素分析方法在研究洞穴沉積物、樹木年輪等方面也取得了較好成果。所採用的同位素還有 ¹H與²H﹑¹²C與¹³C等。 ^[2] 

氣候是氣候要素（如降水量、氣温、風力和風向等）的綜合現象；古氣候分析是研究地史時期氣候特徵及其變化規律。在古地理研究中，古氣候分析佔有重要地位。古氣候條件影響到各種地質作用、沉積物、沉積礦產的形成。古氣候的再造有助於發現和評價煤、鐵、錳、鋁土礦、鹽類等礦產。

確定古氣候的標誌：1. 古植物標誌；2. 礦物岩石標誌；3. 沉積學標誌。 ^[2] 

在漫長的地質年代裏，地球上曾經生活過無數生物，它們的種子、蛋、皮膚印痕、足跡等各種各樣的遺留，許多都被當時的泥沙掩埋。在隨後的漫長歲月中，它們的軟組織逐漸分解，但像外殼、骨骼、枝葉等堅硬的部分卻與包圍在周圍的沉積物一起變成了化石，它們原來的形態、結構、甚至一些細微的內部構造均一同封印入石。今天，研究人員就是根據這些化石中的古生物形態，分析出它們當年的生活情況和生活環境，推斷埋藏化石的地層形成年代、經歷和變化，從而獲得生物從古至今的演變規律等信息。

化石雖然能在一定程度上保留幾百萬年、幾千萬年、甚至數億年前的生物，但由於古生物的有機物質早已在變成化石之前就分解殆盡，因而以前復原古生物，大多由古生物學家和藝術家合作完成，藝術家根據古生物學家在研究化石中掌握的部分生物信息將今論古，發揮想象，勾勒出該生物當初大致的模樣。也正因為如此，在不同的藝術家筆下，同一種古生物往往各式各樣、差異較大，這也成為古生物復原的一個令人頭痛的難題。

在地質學研究過程中，通過各種地質事件遺留下來的地質現象與結果，利用現在地質作用的規律，反推古代地質事件發生的條件、過程及特點，這就是將今論古，或稱歷史比較法。在進行古生物復原時，將今論古更是起到了至關重要的作用。比如，南京地質古生物研究所在研究為破解生命大爆發之謎起到關鍵作用的澄江動物羣時，科研人員和美術工作者以化石上的痕跡為依據，根據當今仍生存繁衍的同類物種的生活習性、形態和色彩等特點，加上合理想象，反推出五億七千萬年前至五億五百萬年前奇蝦、昆明魚、海口魚等古生物當時的生存狀態，為我們勾勒出栩栩如生的古生物羣形象。 ^[2] 

將今論今，大體上是可行的；將今論古，卻難免與事實出入。在生物進化的歷史長河中，很多物種都已絕滅。生物一旦絕滅，就不可能再重新出現，生物演化為另類生物以後，也不可能返回原來的類型。進化是不可逆的，物種進化的歷史不可能重演。並不是所有的進化都是由自然選擇導演的；並不是所有的特徵都能找到適應的解釋；但適應式的進化一定都是自然選擇的結果。自然選擇導致性狀特徵的多樣化，如習性結構形態後代的變異過大，也會導致滅絕。進化是新的物種不斷形成，舊的物種不斷絕滅的過程，自然選擇的核心內容是生存競爭，適者生存，不適者絕滅。生物滅絕等符合指數分佈，有人曾認為是隕石撞擊地球的結果，因為大的撞擊事件少，小的撞擊事件多，導致生物滅絕符合冪指數分佈。人工生態系統Tierra，並沒有外界環境的擾動，物種滅絕仍然符合冪指數分佈。這就不能排除生物本身的原因。從K－T特例，就斷言絕大多數的物種滅絕都是由於地理災變引起的，聲稱可能所有的滅絕現象都是偶發性的，不可預見的，這是毫無道理的。何況白堊－第三紀界線的爭論至今未有明確的結果。 ^[3]