地球曾经连泥土都没有

匡峰

我们生存的这个地球，如今几乎处处可见泥土，它是我们最常见、也是最丰富的东西之一。但是，必须指出的是，在地球历史的大部分时间里，它并不是这样的——在那些时间里，泥土很罕见、稀有。

荒凉的地球

几年前，美国地质学家尼尔·戴维斯前往玻利维亚，在成堆的鱼类化石中寻找某种答案——他想知道，在4.6亿年前，这些鱼是怎么死去的，更重要的是，他想了解这些鱼所生活的古老海岸线的一些信息。最终，他得出了这样的结论：在某场特大的暴风雨期间，大量的泥土在短时间内被迅速冲入海里，这些鱼可能就是被这突如其来的泥给绊住了，结果窒息而亡。

在世界各地的同一年龄的岩层中，有很多类似这样的鱼的化石。那个时期，地球陆地上还没有出现植物。我们知道，植物的根、茎可以保持水土。因此，当时的海岸没有留住泥土的能力。

实际上，当时整个地球大陆都没有保持泥土的能力，这不仅对沿海的生命造成了重大及深远的影响，而且对地球的整个景观也是如此。在陆地上出现植物之前，河流会将淤泥和黏土——泥土的重要成分——从陆地上不断剥离，并将它们源源不断地送往海底。如此一来，地球大陆变得无比贫瘠和荒凉，只剩下被侵蚀的岩石，而海洋这时则出现大量窒息的鱼类。

“大陆泥厂”出现

当植物在陆地上出现以后，情况开始发生改变。泥土逐渐粘附在海岸的植被上，而不是直接漂流入海。

英国剑桥大学的戴维斯教授通过研究发现，大约3.59亿至4.58亿年前，陆地植物的扩张与陆地泥土的增加是一致的，而且植物出现以后，河流的形状也发生了重大改变。他认为，地球上植物的到来和泥土的出现“从根本上改变了整个世界”。

为了适应新的泥土和新的河流形状，生命也相应进化，结果导致了生物和地球景观的多样性。植物是造成这种变化的主要原因，但泥土也通过增加土地的凝聚力起到了作用——与沙子不同，泥土有一定的粘性。

戴维斯现在正在努力弄清楚：是早期植物促使了泥土的生成，还是只是将更多泥土困在原地，又或者两种作用都有？这项研究能为现代河流工程项目（如大坝的建设等）提供科学决策的依据。了解植被如何控制河流流量、如何积聚泥土，可以帮助世界上的一些重要河流抵御洪水等自然灾害。

地质学家谈论的泥土，指的是潮湿时会粘在一起的细小颗粒。这些颗粒来自较大的岩石。随着时间的推移，受风、雨、冰和雪的侵蚀，岩石通常会分解出一些颗粒;真菌和微生物也可以分解岩石并形成泥土。

在植物没有出现之前，虽然地球上泥土到处都有，但它们都只是源源不断地被河流冲刷并进入海底。而当植物出现以后，一方面，它们将泥土困在了原地;另一方面，它们的根对岩石造成破坏，并释放出化学物质，这些化学物质反过来又进一步加快了岩石的分解。通过这种方式，植物很快就将地球变成了地质学家口中的“陆地泥厂”。

植物影响河流

自20世纪60年代以来，地质学家注意到，在植物出现前形成的河流和在植物出现后形成的河流往往是不同的。

美国麻省理工学院的地质学家泰勒·佩伦曾撰文阐述影响地貌形成的因素。他认为，最早的河流都是在沙洲上随意分叉，沿岸都是砾石翻滚，没有任何东西固定它们的河岸，只是任由它们不断下陷，然后形成更多新的河道。这类河流也被称为“辮状河流”，看上去跟海滩边缘的小溪流也很相似。

但是植物的出现，使河流两岸避免了遭受类似的侵蚀，同时泥土也增加了河岸的凝聚力。因此，植物出现之后的河流形成了单一的河道——像“密西西比河”和“亚马孙河”的部分河道一样，以优美的“S”形蜿蜒穿过大片土地，形成独特的自然景观。

4亿年前，大量的泥土改变了河流的形状，同时也让地球的生物变得多样起来。

佩伦认为，从某种意义上讲，植物的出现，“是地球上进行过的最好的自然景观实验之一”。

河流影响生命

河流的形状看似微不足道，但实际上它对河流本身及其周围的生命有着深远的影响。河流的弯曲部分会改变水的温度和化学性质，使其跟较直的部分不一样，从而形成了新的生存微环境。

美国斯坦福大学的古生物学家凯文·博伊斯曾在《2017年地球与行星科学年鉴》中发表了有关植物进化的文章。他认为，即使是与苔藓类似的最早的植物，也可能从一开始就在改变河岸泥土的积累方式。博伊斯说：“它们不像大树那么大，但它们仍然可以通过减缓水流而影响水的流动。”大约3.9亿年前，这些植物进化成了树木，从而具备了减缓风速的能力。当一阵阵风被树枝阻挡时，裹在风中的细小颗粒会掉到地上，并陷在树干和茎之间，从而形成越来越多的泥土。

当植物占领陆地地球开始繁荣起来

这些泥土给早期的千足虫和蠕虫一样的生物带来了新的挑战。这些虫子此前是在沙子中穿行的，而泥土对它们来说是一种完全不同的环境。为了在泥土中穿行，蠕虫之类的动物会通过身体不断的扭动来制造裂缝，从而向前移动，这个过程会挤出泥土中的水分。因此，早期的陆生蠕虫和一些昆虫必须进化出身体的某些部位，以应对在泥土中的生存。

生命影响泥土

这些生物在泥土中的运动反过来又塑造了泥土本身。生物挖掘洞穴等行为会移动周围的泥土，从而改变其分布，甚至还会改变泥土的化学性质。例如，一些无脊椎动物会摄入泥土以提取营养，这些泥土在其肠道中经过一系列化学反应后会形成细微颗粒，然后会被它们以粪便的形式排出。这些粪便与泥土混合在一起，“新的”泥土就此产生了。

早期穴居动物对泥土的更大影响，可能是使泥土变得松散，并且使它们散布在河流中。随着单线河流的出现，泥土将有更多机会扩散到平原上，使平原更加肥沃。

了解河流中植物和泥土的相互作用，可以帮助我们挽救正在受侵蚀的河流，使其恢复到更稳定的状态。现代河流的发展表明，没有植被，河岸的稳定性就会降低，就容易遭到破坏。当今有许许多多的生命都与河流息息相关，所以拯救受侵蚀的河流很重要。

美国加利福尼亚州的萨克拉曼多河是一个很好的例子。在该河沿岸，那些开垦为农田的河段就比植被覆盖的河段更容易受到侵蚀。为了保护该河，人们在两岸种植了超过百万棵树苗。

试想一下，如果我们的地球没有那么多的泥土，它会是什么样的呢？