Storyteller / 蓋瑞
若注意現今有關岩石相關的教學，從國小開始我們最先接觸的岩石都是花崗岩、石灰岩等「結晶岩」類，而非礫岩、砂岩等「機械岩」（相當於現在的「沈積岩」）。然而，目前地球表面覆蓋範圍最廣，也是大眾最容易觀察到的岩石，應為後者而非前者，那麼，是什麼原因讓我們學習過程先學結晶岩而非機械岩呢？我認為，這應該與地質史的脈絡有極大關聯。
在前面的兩個篇章，我們已經分別認識了水成說與火成說的觀點。但也如前面提及的，在十八世紀水成與火成的爭論其實沒有哪一方略勝一籌，針對相同的一種岩石，雙方各自都能有妥當的解釋方式，一直到十九世紀，火成論才漸漸拔得頭籌。這篇將帶各位認識幾個水與火交鋒的重要案例。
交鋒案例一：地層層序與花崗岩
赫頓撰寫的《地球理論》（The theory of the Earth）為火成論的代表著作，他曾在其中針對蘇格蘭艾倫島北端的山羊山（Goat Fell）地層層序做描述，如下圖所示。從推估而出的地質剖面來看，山羊山的核心為花崗岩，兩側為歪斜堆疊的「機械岩」層。
圖、艾倫島山羊山的地質剖面圖。（圖片來源：USGS）
以火成說的觀點，赫頓認為這邊曾有巨大的岩漿柱由下方竄升，推擠原有的岩層使其向上彎折；岩漿大多於地層之下冷卻結晶、部分沿著裂隙向地表竄出形成岩脈。接著，因為地表的風化侵蝕作用讓花崗岩裸露而出，形成最後的地表樣貌。所以依照時間的次序，該地區的地層遠比花崗岩還要老。但是相同的地質剖面，也可以用水成說的觀點來解釋：花崗岩首先在原始大洋中結晶出來；洪水退去造就起伏的地貌；接著地表風化侵蝕作用將花崗岩變成碎屑物、順著「花崗岩島」的周邊堆疊成機械岩。
花崗岩的形成方式一直是赫頓所在意的。他在蒂爾特河谷（Glen Tilt）發現到花崗岩脈侵入周邊綠色片岩的地質現象，使他更加確信火成論的正確性。岩脈的形成可說是支持火成論的重要證據，但有趣的是，岩漿形成的岩脈並不能成為推翻水成論的關鍵證據，因事實上，的確有些脈狀體是由含礦物質的水灌入岩隙中結晶而成，現代也仍能看到諸多相似的案例，這可能得談到岩脈與礦脈的差異，但在此先不多作闡述。
交鋒案例二：海面升降與玄武岩
水成論與火成論爭辯激烈的另一個案例是「玄武岩的生成方式」。水成論擁護者認為地表如今所見垂直聳立的玄武岩柱，是由原始海洋的升降造成。這描述對他們來說非常合理，理由有幾點，首先是當時學者已了解地層層序與海水面升降的關係，知道過往的海水面有過幾次升降，這說明了玄武岩柱上相互平行的「節理」代表一次次的海水面位置；再來，幾項實際勘查也注意到玄武岩地區海岸線有「海退」的跡象。當時的社會還未有頻繁跨域移動，所以學者能勘查的地點有限，但在有限的世界中巧合的看見多個符合理論的地質現象，的確幫水成論打上一劑強心針。
圖、裸露的玄武岩柱（與實際歷史露頭無關）。(圖片已附來源連結)
然而，火成論的擁護者認為水成論的觀點極度荒唐，他們認為，玄武岩即為噴發出的岩漿冷卻而成。這樣的詮釋差異仍然與地域有關，以韋納的水成論為核心，其擁護者主要是韋納的學生、以及德國周邊地區的學者，這些地區多數人生平可能完全沒看過火山活動，因而也不可能考量火山、岩漿活動的可能性；反觀火成論，雖然赫頓的概念發想自蒸汽機，但歐洲西南部地區的人確實能親眼看見火山活動，甚至能看見岩漿噴出、冷卻結晶的瞬間。
當然，水成論的內容並未排除火山噴發的影響，但他們認為火山活動是最後期、影響層面最低的活動。縱使火成論者可以拿實際的火山案例來反擊，但地質勘查的地域限制給了水成論者一種捍衛基礎：「你怎麼知道這些火山活動不是該地區的特例？」
這個局面一直要到洪堡德（Alexander von Humboldt）之後才有顯著的轉機，因洪堡德開啟全球的探索旅程，逐漸證實歐洲的火山活動並非地區性的特例，而是廣布於全球經常可見的現象；加上長途旅行的普及性提高後，人們藉由實際的異地考察，逐漸接受火山活動的影響力，火成論才漸漸佔了上風。
異常現象與典範轉移
從現代的觀點來看，水成論並非一無是處，事實上，的確有許多地質現象與水成的概念很像（如剛剛提到的岩脈與礦脈）。但總的來說，火成論佔上風的關鍵大致有兩點：十八世紀長途旅行的普及使火山活動被更多人所知、工業革命下對於熱的本質理解增加。
再加上火成論內容詳實介紹了「地質循環」與「地質時間」的概念，這些觀念在地質學中佔有極重要的地位，著名的地質學者萊爾（Charles Lyell）的均變論就是承襲自赫頓的火成論。雖然從歷史的角度來看，我們現今的地質學（geology）概念源自於韋納提出的「紀錄地質學」（geognosy，強調理論與實地觀察結合），但建構地質時間觀念的火成論，才是真正給予地質學基礎的理論。
一塊岩石，可以述說一個地區的地質歷史。若岩石曾被搬動，如河水沖刷、冰河搬運等，不同地區的岩石有可能最終在下游地帶相遇，你能探索的故事又更加複雜；也或許你不用走到戶外，光是在博物館裡陳列整齊的岩石標本，每一塊都有來自異鄉的精彩故事。相信在讀完這篇文章後，你更能感受到每塊岩石背後歷久的生命脈動。
圖、每塊岩石都透露一段深遠的歷史故事，你能看出圖中這塊岩石背後的故事嗎？(圖片已附來源連結)
參考文獻：
- David R. Oldroyd（1996）Thinking about the Earth: A history of ideas in geology.
- Andrea Wulf（2015）The invention of nature: The adventures of Alexander von Humboldt, the lost hero of science.
- 心向群山（2019）大家出版。