第一章 技术元素 城市化石

行星成分的物理形成似乎要经历三个阶段。每个阶段都会出现一种新的力量，塑造星球上的大部分矿物。这三种力量分别是：物理过程、生命以及心智。

物理现象对于矿物的影响显而易见。直到最近，物理过程都被视作地质学中唯一的力。化学反应、热、侵蚀、巨大的重量和压力，以及偶尔出现的原子力，一起创造并重塑了地球上的岩石。还将出现些什么新的力量吗？

最近的研究表明，生命这种摇摆不定、难以捉摸的东西，直接或间接地影响了地球上现存的大多数矿物。生命改变了大气和地下的化学环境，大量生命的出现为新的岩石类型，如页岩和石灰岩，创造了成分；并间接改变了气候、风化作用和侵蚀作用，这些现象和过程生成了数千种新的矿物。盖亚假说最坚定的支持者认为，生命使地球的化学成分处于一种持续失衡的状态，生命对地球成分的影响就像一个特别的标记，即便在百万英里之遥也能被探测到。

随着人类心智的增强以及科技的广泛兴起，第三个地质时代正在来临：人类世。从地质学角度来说，人类世还未完全诞生，它从开始存在至今不过数百年，现在更像是受孕的那一刻。但即便是在这短暂的一瞬（地质年代时间轴上），我们也可以看到，技术如何大大地改变了地球。四处蔓延的城市覆盖了数万平方公里的大地。人类在地球上开采出大量矿物，建造出了每一座城市。这些庞然大物里的所有金属、砖头、玻璃和石头，都是人类心智和大地的创造结晶。而这些经过改造的矿物，总有一天将会回归大地，重新变成新的矿物。

英国莱斯特大学的地质学家简·扎拉斯维奇（JanZalasiewicz）出版了一本新书《人类之后的地球：我们会在岩石中留下什么？》（TheEarthAfterUs:WhatLegacyWillHumansLeaveintheRocks?）。这本书对城市以及技术的产物如何变成化石做了分类说明，是个很棒的情景演习。他在书中描绘了人类科技文明主要组成部分可能的地质路径。

人类用砖块、玻璃、混凝土、夯土、石块以及一些金属骨架，在广袤大地上建起了城市和郊区的主体结构。这些材料都有类似的天然物质。砖块是耐火粘土，天然耐火粘土常常以泥岩（被岩浆烘烤过的粘土）的形式存在。混凝土由砂石和石灰石胶结而成，自然界中也存在这种混合物。玻璃是黑曜石。有时候，纯金属会以天然矿块的形式出现。地质学家能够了解这些天然矿物在数百万年的时间中如何老化。而扎拉斯维奇认为，人类的建筑材料也会出现类似的老化。

砖块在烧制过程中会失去水分。但是在垒成墙后，砖块暴露在环境中，就会吸收水分并膨胀。膨胀比例还不及1%，但是随着时间的推移，膨胀的作用有时足以使墙面破裂，尤其是如果修建过程中使用坚硬的水泥砂浆刷墙，而不是柔韧的石灰砂浆，后者能更好地承受膨胀压力。尽管膨胀的速率会逐渐减缓，但膨胀能持续数千年，这个现象在罗马时期的砖块上就已发现。不过，一旦进入填埋层并一直浸泡在水中，城市地层的砖块就会膨胀到其所能达到的极限，而膨胀带来的压力可能会使许多砖块破裂。

很多砖块呈红色，这是烧制过程中被氧化的结果。在长期掩埋之后，应该会发生相反的反应，化石砖块变成原始材料的灰色和蓝色。如果被埋得更深，砖块里微小的高活性粘土矿物薄片就会改变结构，再结晶，并最终变成另一种不同的粘土矿物晶体，体积更大（但仍然微小）。如果温度更高，这些粘土晶体会开始变成云母。不过最终，这些砖块化石及其周遭的混凝土碎片应该仍然能看出是人工制品。

遗憾的是，这些设想都没有经过验证。我曾有机会同扎拉斯维奇交谈，并惊讶地从他那里得知，人为将现代材料加速转变成化石的研究极少。没有人尝试将建筑瓦砾、塑料水瓶和汽车废弃零部件变成化石。事实上，也很少有人会去尝试重现天然材料加速变成化石的过程。

我们都知道，氧气、水和风化作用非常具有侵蚀性，能将一切事物化为最基础、稳定的惰性材料。

在金属中，铜和锌比铅更可溶、更活泼。因此，在变成化石的过程中，电线可能完全消失，而铅管仍在。

最精密的科技材料不可能幸免于变成化石的命运，除非它们以负形存在。初始的材料将会消失、溶解或腐烂，而在硬化的岩石内部，将会填充进新溶解矿物，后者会硬化成为一个替代化石。但新材料存在时间不长，人造景观所使用的材料大多是地质年代久远的古老材料。

一个人的一生平均会使用500吨砂石、石灰石、砖瓦粘土和沥青，至少在发达国家是如此。我们用这些东西修路建房，打地基，建造学校、医院、餐馆和多剧场影院。由于新房子往往建在旧房子的瓦砾上，经过数代人和几个世纪的时间，这些建筑材料再加上钢铁、铜和塑料，会堆叠成大量的物质材料。在市区，几个世纪的建筑瓦砾形成了一个巨大的地质矿床。在地质图上，这通常被称为“填筑地”。出于叙述的需要，我们就称之为城市地层。在历史悠久、建设完善的城市，城市地层可能厚达数十米；在新奥尔良这样的城市，摩天大楼能够如此安然地高耸着，是因为地基的存在，高层建筑的地基已经在地下形成了一片倒置的混凝土森林。

人类拆掉旧建筑，在废墟上重建新建筑，这个过程造成了瓦砾的堆叠；因此，古城的考古遗址都高于周围的地面，而上层的瓦砾是杂乱的。真正的格局如下所述：

新奥尔良摩天大楼下倒转的混凝土和钢铁尖塔正慢慢沉入墨西哥湾。作为半个大陆的碎屑，它们被冲上密西西比三角洲的地表，挤压易受外力改变的地壳。水管、电路、天然气管道、污水管道、光缆、地铁、地下停车场，以及核辐射掩蔽所，在混凝土地层的顶部蜿蜒交错。人类帝国的这些废弃建筑地基进入填埋层后，就会开始变成城市地层。在更遥远的未来，未来的人类或其他智能生命或许能发现、分析并探索城市地层，并为之惊叹不已。

并不是所有城市都将变成化石，正如并非所有死亡的动物都会成为化石一样。化石的形成需要合适的条件。

哪座城市能变成化石呢？可能是新奥尔良、海防（越南），或上海，也可能是阿姆斯特丹、威尼斯、哈科特港（尼日利亚），或达卡（孟加拉）。坐落在沿海平原、河泛平原和河口的城市和超大城市很多，这里只列出了其中一部分。这些城市扎根在三角洲沉积物上，这些沉积物的重量就像一个下行的地壳扶梯，带着这些城市下沉。这些城市都刚好与海平面齐平，或略微高出；有些城市甚至在海平面以下，依靠护岸海堤墙才未被淹没。因此，海平面即便微微上升，都会让这些城市面临被淹没的危险。一旦被淹没，这些城市就从侵蚀层进入了沉积层，就像被放进了泡菜缸一样。

另一些城市位于更高的侵蚀层，或位于地壳隆起的前缘，如旧金山，它们就逃不过亿万年的侵蚀，不会成为化石。城市化石化的时候，科技更偶尔能够得以保存，就像我们有时或许能找到娇嫩花朵的化石一样。iPhone和碳纤维滑雪板或许也能保存到下一个地质代？少数东西有可能进入下一个地质代，不过它们会发生巨大的变化。

一粒花粉如果被越埋越深，它就会从最初的苍白半透明，逐渐变暗，先是稻草黄，然后变成橙色，再是褐色，最终变成黑色不透明的石墨化碳外壳。这种颜色变化是可预见的，现代古生物学家和石油地质学家就将这种规律作为地层的古温度计，由此得知化石经过了多少掩埋，经历了多高的温度。今后数百万年中，至少一些人造塑料制品应该会经历类似的颜色转变，被地层包裹的塑料杯和洗发水瓶将永远不复其最初的透明模样。这种颜色转变的现象非常有用，它也是另一种转变的主要线索：地下石油的生成。

那么，什么东西和聚苯乙烯杯（塑料杯）化石最接近呢？或许是一些海洋无脊椎动物有机骨架内的长链有机分子。

我们或许能够预见到，城市地层中会形成各种塑料管和塑料瓶化石，从浅黄色到棕色再到黑色，颜色各异，这取决于它们被掩埋的深度。其他塑料或许会在高温和高压下彻底分解成分子，这些分子会在岩层内游走，直到被困在某些无法穿透的岩层中，成为新形成的石油和天然气储备的一小部分。

随着时间的推移，人造玻璃可能同样会发生变化，失去其透明度。一亿年后，果酱瓶、牛奶瓶以及窗户碎片，几乎都会变成不透明的乳白色物质。

许多化石残骸实质上是新的物质填满原始物件所形成的空间。可以想象，随着被沉积物掩埋并受到数千英尺厚新岩石的挤压，科技物品也会经历一个类似的铸型过程。奇妙的是，它们不一定会被挤压变形。

不论是哪个时期，在掩埋地层中，这种挤压强度的差异都很常见。被泥浆包裹着的流沙或沙丘，很大程度上会保持自己最初的形状，而外层容易受到挤压的泥岩会慢慢变形。任何处于这样空间里的物体——废弃家具、杯子、碟子和任何机器——都不会遭到挤压，它们至少会在外观上保持最初的三维形状。

只要是被掩埋在泥土中，无论何处，城市都会出现黄铁矿化的现象。这种情况下，对应形成的化石是什么样呢？可能就是些半空的小塑料容器，一些塑料管材和电线，以及杯子和花盆的碎片。人类现在所制造出的无数微小金属和电子产品，其内部也会被完全硫化，因为它们本身就含铁——黄铁矿（又称愚人金）的成分之一。人类文明的部分碎屑必将发出愚人金的光芒。

技术元素的心智不仅会改变我们的生活，也会改变地质时期，它会孕育新的矿物，并改变地球。换言之，即使人类消亡，技术元素仍将继续从地质上改造地球。无论人类是否继续存在，它都将继续塑造这个星球。

2009年1月6日