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如果这样体会了陆地是通过大气作用和海岸作用而缓慢被侵蚀了的，那末要了解过去时间的久远，最好一方面去考察许多广大地域上被移去的岩石，他方面去考察沉积层的厚度。记得当我看到火山岛被波浪冲蚀，四面削去成为高达一千或二千英尺的直立悬崖时，曾大受感动；因为，溶岩流（lava…streams）凝成缓度斜面，由于它以前的液体状态，明显阐明了坚硬的岩层曾经一度在大洋里伸展得何等辽远。断层（faults）把这同类故事说得更明白，沿着断层——即那些巨大的裂隙，地层在这一边隆起，或者在那一边陷下，这等断层的高度或深度竟达数千英尺；因为，自从地壳裂破以来，无论地面隆起是突然发生的，或是如多数地质学者所信，是缓慢地由许多隆起运动而成的，并没有什么大差别。而今地表已经变得如此完全平坦，以致在外观上已经看不出这等巨大转位（dislocation）的任何痕迹，例如克拉文断层（Craven fault）上升达30英里，沿着这一线路，地层的垂直总变位自600到3，000英尺不等。关于在盎格尔西（Anglesea）陷落达2，300英尺的情形，拉姆齐教授曾发表过一篇报告；他告诉我说，他充分相信在梅里奥尼斯郡（Merionethshire）有一个陷落竟达12，000英尺，然而在这些情形里，地表上已没有任何东西可以表示这等巨大的运动了；裂隙两边的石堆已经夷为平地了。另一方面，世界各处，沉积层的叠积都是异常厚的。我在科迪勒拉山（Cordillera）曾测量过一片砾岩，有一万英尺厚。砾岩的堆积虽然比致密的沉积岩快些，然而从构成砾岩的小砾石磨成圆形须费许多时间看来，—块砾岩的积成是何等缓慢的。拉姆齐教授根据他在大多数场合里的实际测量，曾把英国不同部分的连续地质层的最大厚度告诉过我，其结果如下：
古生代层（火成岩不在内） 57，154英尺
第二纪层 13，190英尺
第三纪层 2，240英尺
总加起来是72，584英尺：这就是说，折合英里差不多有十三英里又四分之三。有些地质层在英格兰只是一薄层，而在欧洲大陆上却厚达数千英尺。还有，在每一个连续的地质层之间，按照大多数地质学者的意见，空白时期也极久长。所以英国的沉积岩的高耸叠积层、只能对于它们所经过的堆积时间，给予我们一个不确切的观念。对于这种种事实的考察，会使我们得到一种印象，差不多就像在白费力气去掌握“永恒”这个概念所得到的印象一样。
然而，这种印象还是有部分错误的。克罗尔先生在一篇有趣的论文里说道：“我们对于地质时期的长度形成一种过大的概念，是不会犯错误的，如用年数来计算却要犯错误。”当地质学者们看到这巨大而复杂的现象，然后看到表示着几百万年的这个数字时，这二者在思想上会产生完全不同的印象，而登时要感到这个数字是过小了。关于大气的剥蚀作用，克罗尔先生根据某些河流每年冲下来的沉积物的既知量与其流域相比较，得出如下计算，即 1，000英尺的坚硬岩石，渐次粉碎，须在六百万年的期间，才能从整个面积的平均水平线上移去。这似乎是一个可惊的结果，某些考察使人怀疑这个数字太大了，甚至把这个数字减到二分之一或四分之一，依然还是很可惊的。然而，很少有人知道一百万的真实意义是什么：克罗尔先生举出以下的比喻，用一狭条纸83英尺4英寸长，便它沿着一间大厅的墙壁伸延出去；于是在十分之一英寸处作一记号。让十分之一英寸代表一百年，全纸条就代表一百万年。但是必须记住，在上述的大厅里，被毫无意义的尺度所代表的一百年，对于本书的问题却具有何等重要的意义。若干卓越的饲养者，仅在他们的一生期间内，就大大地改变了某些高等动物，而高等动物在繁殖它们的种类上远比大多数的下等动物为慢，他们就这样育成了值得称为新的亚品种的。很少有人相当仔细地去注意过任何一个品系到半世纪以上的，所以一百年可以代表两个饲养者的连续工作。不能假定在自然状态下的物种，可以像在有计划选择指导之下的家养动物那样迅速地进行变化。与无意识的选择——即只在于保存最有用的或最美丽的动物，而无意于改变那个品种——的效果相比较，也许比较公平些；但是通过这种无意识选择的过程，各个品种在两个世纪或三个世纪的时间就会被显著地改变了。
然而物种的变化大概更为缓慢得多，在同一地方内只有少数的物种同时发生变化。这种缓慢性是由于同一地方内的所有生物已经彼此适应得很好了，除非经过长久时间之后，由于某种物理变化的发生，或者由于新类型的移入，在这自然机构中是没有新位置的。还有，具有正当性质的变异或个体差异，即某些生物所赖以在改变了的环境条件下适应新地位的变异，也经常不会即刻发生。不幸的是我们没有方法根据时间的标准来决定，一个物种的改变须要经过多长时间；但是关于时间的问题，以后一定还要讨论。
古生物标本的贫乏
现在让我们看一看我们最丰富的地质博物馆，那里的陈列品是何等地贫乏呵！每一个人都会承认我们的搜集是不完全的。永远不应忘记那位可称赞的古生物学者爱德华·福布斯的话，他说，大多数的化石物种都是根据单个的而且常常是破碎的标本，或者是根据某一个地点的少数标本被发见和被命名的。地球表面只有一小部分曾作过地质学上的发掘，从每年欧洲的重要发见看来，可以说没有一处地方曾被十分注意地发掘过。完全柔软的生物没有一种能够被保存下来。落在海底的贝壳和骨骼，如果那里没有沉积物的掩盖，便会腐朽而消失。我们可能采取一种十分错误的观点，认为差不多整个海底都有沉积物正在进行堆积，并且其堆积速度足够埋藏和保存化石的遗骸。海洋的极大部分都呈亮蓝色，这说明了水的纯净。许多被记载的情形指出，一个地质层经过长久间隔的时期以后，被另一后生的地质层整个地遮盖起来，而下面的一层在这间隔的时期中并未遭受任何磨损，这种情形，只有根据海底常常多年不起变化的观点才可以得到解释。埋藏在沙子或砾层里的遗骸，遇到岩床上升的时候，一般会由于溶有炭酸的雨水的渗入而被分解。生长在海边高潮与低潮之间的许多种类动物，、有的似乎难得被保存下来。例如，有几种藤壶亚科（Chthamalinlae，无柄蔓足类的亚科）的若干物种，遍布全世界的海岸岩石上，数量非常之多。它们都是严格的海岸动物，除了在西西里（Sicily）发见过一个在深海中生存的地中海物种的化石以外，至今还没有在任何第三纪地质层里发见过任何其他的物种：然而已经知道，藤壶属曾经生存于白垩纪（Chalk period）。最后，须要极久时间才堆积起来的许多巨大沉积物，却完全没有生物的遗骸，我们对此还不能举出任何的理由：其中最显著的例子之一是弗里希（Flysch）地质层，由页岩和沙岩构成，厚达数千英尺，有的竟达六千英尺，从维也纳到瑞士至少绵延300英里；虽然这等巨大岩层被极其仔细地考察过，但在那里除了少数的植物遗骸之外，并没有发见任何其他化石。
关于生活在中生代和古生代的陆栖生物，我们所搜集的证据是极其片断的，这就不必多谈了。例如，直到最近，除了莱尔爵士和道森博士（Dr。Dawson）在北美洲的石炭纪地层中所发见的一种陆地贝壳外，在这两个广阔时代中还没有发见过其他陆地贝壳；不过目前在黑诛罗纪地层中已经发见了陆地贝壳。关于哺乳动物的遗骸，只要一看莱尔的《手册》里所登载的历史表，就会把真理带到家中，这比细读文字还能更好地去理解它们的保存是何等地偶然和稀少。只要记住第三纪哺乳动物的骨骼大部分是在洞穴里或湖沼的沉积物里被发见的，并且记住没有一个洞穴或真正的湖成层是属于第二纪或古生代的地质层的，那末它们的稀少就不足为奇了。
但是，地质纪录的不完全主要还是由于另外一个比上述任何原因更为重要的原因；这就是若干地质层间彼此被广阔的间隔时期所隔开。许多地质学者以及像福布斯那样完全不相信物种变化的古生物学者，都曾力持此说。当我们看到一些著作中的地质层的表格时，或者当我们从事实地考察时，就很难不相信它们是密切连续的。但是，例如根据默奇森爵士（Sir R。Murchison）关于俄罗斯的巨著，我们知道在那个国家的重叠的地质层之间有着何等广阔的间隙；在北美洲以及在世界的许多其他地方也是如此。如果最熟练的地质学者只把他的注意力局限在这等广大地域，那么他决不会想像到，在他的本国还是空白不毛的时代里，巨大沉积物已在世界的其他地方堆积起来了，而且其中含有新而特别的生物类型。同时，如果在各个分离的地域内，对于连续地质层之间所经过的时间长度不能形成任何观念，那么我们可以推论在任何地方都不能确立这种观念。连续地质层的矿物构成屡屡发生巨大变化，一般意味着周围地域有地理上的巨大变化，因此便产生了沉积物，这与在各个地质层之间曾有过极久的间隔时期的信念是相符合的。
我想，我们够理解为什么各区域的地质层几乎必然是间断的；就是说为什么不是彼此密切相连接的。当我调查在最近期间升高几百英尺的南美洲数千英里海岸时，最打动我的是，竟没有任何近代的沉积物，有足够的广度可以持续在即便是一个短的地质时代而不被磨灭。全部西海岸都有特别海产动物栖息着，可是那里的第三纪层非常不发达，以致若干连续而特别的海产动物的纪录大概不能在那里保存到久远的年代。只要稍微想一下，我们便能根据海岸岩石的大量陵削和注入到海洋里去的泥流来解释：为什么沿着南美洲西边升起的海岸，不能到处发见含有近代的、即第三纪的遗骸的巨大地质层，虽然在悠久的年代里沉积物的供给一定是丰富的。无疑应当这样解释，即当海岸沉积物和近海岸沉积物一旦被缓慢而逐渐升高的陆地带到海岸波浪的磨损作用的范围之内时，便会不断地被侵蚀掉。
我想，我们可以断言，沉积物必须堆积成极厚的、极坚实的、或者极大的巨块，才能在它最初升高时和水平面连续变动的期间，去抵抗波浪的不断作用以及其后的大气陵削作用。这样厚而巨大的沉积物的堆积可由二种方法来完成：一种方法是，在深海底进行堆积，在这种情形下，深海底不像浅海那样地有许多变异了的生物类型栖息着；所以当这样的大块沉积物上升之后，对于在它的堆积时期内生存于邻近的生物所提供的纪录是不完全的。另一种方法是，在浅海底进行堆积，如果浅海底不断徐徐沉陷，沉积物就可以在那里堆积到任何的厚度和广度。在后一种情形里，只要海底沉陷的速度与沉积物的供给差不多平衡，海就会一直是浅的，而且有利于多数的和变异了的生物类型的保存，这样，一个富含化石的地质层便被形成，而且在上升变为陆地时，它的厚度也足以抵抗大量的剥蚀作用。
我相信，差不多所有的古代地质层，凡是层内厚度的大部分富含化石的，都是这样在海底沉陷期间形成的。自从1845年我发表了关于这个问题的观点之后，就注意着地质学的进展，使我感到惊奇的是，当作者们讨论到这种或那种巨大地质层时，一个跟着一个地得出同样的结论，都说它是在海底沉陷期间堆积起来的。我可以补充他说，南美洲西岸的唯一古代第三纪地质层就是在水平面向下沉陷期间堆积起来的，并且由此得到了相当的厚度；这一地质层虽然具有巨大的厚度足以抵抗它曾经蒙受过的那种陵削作用，但今后它很难持续到一个久远的地质时代而不被磨灭。
所有地质方面的事实都明白地告诉我们，每个地域都曾经过无数缓慢的水平面振动，而且这等振动的影响范围显然是很大的山结果，富含化石的、而且广度和厚度足以抵抗