究竟是科学大发现的神秘化石，还是捡到不知来由的标本？
近来一则新闻：三叶虫化石，虎头山现踪。在各大媒体都有类似的报导篇章，也引起不少讨论。有人说：台湾本来就是受板块作用挤压隆起的，古老的海洋生物三叶虫当然也有可能在陆上找到；也有人说：台湾岛的地史十分年轻，与三叶虫扯不上关系；当然还有种说法：科学是随时都会有新发现的！揪竟，这当中存在着什么样的谜团，又有什么的悖论存在其中？且让我们继续看下去。
▲引用自维基百科三叶虫条目的图片，作者为Dlloyd，出产地点为中国湖南，体长2.3公分。
我们先来聊聊什么是化石，维基百科上提到「化石就是生活在遥远的过去的生物的遗体或遗迹变成的石头」这句话是无误的，跟一般生物死掉的残骸不一样之处在于，化石是被沉积物埋藏后，经过了成岩作用，大多时候性质都会因长时间的物理或化学作用而改变，只有外貌保留着。我们看到，只是和恐龙骨头长的一模一样的「石头」，反过来说，埋在土里，刚死亡的骨骸，我们也不会说它是化石。化石也不会只有动物的骨骼、外骨骼等坚硬部分会形成化石，植物也会成为化石，有时被置换成「矽化木」等石头，而在地面上的印痕、移动的痕迹、甚至动物的「大便」都有可能会变成化石。
化石最大的好处是什么？我们可以知道过去的时候有哪些生物在这个世界上、而这些生物生长的年代、环境、气候等资讯也能表露无疑。如果是现生生物的化石，我们就能比较环境的变迁，如果是与现生生物类似的生物，就可以用来研究演化的历程，而如果是更久远的生物，我们就可以将这些古生物与演化学研究追溯的更早。当然，有时会有一些化石可以帮助我们知道其存在地层的年代，但这往往不是化石本身能告诉我们的，而化石也从来不是一个最好的定年工具。
为什么化石不能直接测定年代，其实从其成份与形成的过程来看就可以知道，化石已经经过了长时间的物理与化学作用，已非原始的生物组成成份，其成份应该是和周遭岩石一样的，因此该测定的是化石所在岩层的年龄。一般都采用「放射性定年」来测定岩石的「绝对年代」，其原理就是利用岩石中某些元素的同位素产生放射性衰变来鉴定岩石形成年代，这种「放射性」当然和我们平常照射的x光、害怕的核电厂不太一样，非常的微量、衰变也非常缓慢，以碳-14来说，它的半衰期有5730年，每过5730年，母元素就会少一半，所以到了5万年后，母元素已经变得非常非常少，也就成了其定年的极限。不同的元素也会有不同的半衰期，像是从铀衰变成铅、钾衰变成氩就可用来研究上亿年的年代，只不过误差也会变成是几百万年的等级。
虽然化石本身不能定年，但化石仍是建立地质年代表过程中不可或缺的重要的工具之一，如果生物的分布范围广、生存时间短，且特征明显好认，如果经过绝对年代分析其出现的地层年代后，就可以用作定年之用，譬如我看到三叶虫，大概就不逃离古生代的范围，我看到菊石，就知道这个地层可能是中生代，这类的化石我们就会叫他「指准化石」。上述这两种化石尺寸为一般肉眼可见，另外一种更好的指准化石，那就是海洋的微小生物『有孔虫』，有孔虫在地层的定年、环境的鉴定甚至应用在找寻石油等地质探索上有极大的贡献。
▲显微镜下的有孔虫照片，取自维基百科，原出处为USGS美国地质调查所。
只是，即使我们在利用指准化石来鉴定年代时，其主体是「地层」，而非探究化石本身，毕竟这些指准化石是已经知道其年代的物种，地质学者更感兴趣的，是地层的位置、形态、上下边界等资讯，这些才是真正重要的科学。所以平常在野外调查时，首要的任务是先辨认是否有「地层」存在，如果可以甚至先调阅相关的地质图资料(不少教科书、地质调查所都会有)，并且利用GPS定位、拍照、素描(因为素描可以描绘3D构造，且便于描述地层)等，如果有重要的岩石矿物、化石等物质，在敲下来之前还有两件更重要的事：第一件事就是前述的拍照与记录，唯有如此才能证明化石与矿物的采集处；而第二件事，则是「追踪」，开始追寻该化石的地层，到底向何处延伸、甚至看上下层范围，即使是有人为的建物阻挡，还是要一一标明。至于要不要敲下来带回家，其实做完前述的工作，心理应该就有底了，而带回家不是用作收藏，而是要作各种需要计量化的定年，多以放射性定年为主。通往过去的钥匙不会只有一把，如果只出现一个证据，以科学的角度来看，我们理应先怀疑那个证据的合理性，而非用单一证据来推翻前人心血的结晶。
很可惜的是，由三叶虫这个系列的报导我们仅能知道，化石是来自桃园虎头山的某处，不知道处于原先认定何处的地层，更不知道是否为原先存在于本地，抑或是后来随着外地来的建材、失落的标本等人为的因素造成。地质学家或古生物学家的工作，就如同侦探或刑警一般，需要综合各种不同的资料来剖析，抽丝剥茧的找出最接近真相的答案。随着没有其它的纪录下，单单被搬离案发现场的「尸体」，第一手讯息早已被破坏，现在再来讨论各种可能性，只剩一堆看热闹的人你争我吵，即使是专业的地质学教授，也只能依他所学的告诉你：台湾真的没有这么老的沉积岩层。因此，无论是哪一家媒体的报导，也只是变成以科普作为包装纸，但由于科学事实早已随化石离开现场而消逝，实质内容只是一般社会或综合的新闻而已。
▲或许你会着迷于地质锤的威力和帅气，但实际上，量测与记录才是更重要的关键。
「现在是通往过去的一把钥匙」是地质学之父赫登的经典名句，也是许多学习地球科学的人们耳熟能详的句子，这句话甚至也被编进中学的教科书中。依现今的自然现象，搭配上出土的各种地质纪录，可以带领我们走进地球的历史，一探过去，然而若是拿错钥匙开错门，你通往的，可能只是臆测的野史，而非地球的真相。别以为科学就是「什么都有可能」的无限上纲，回过头来，我们更要先审视所有已知的理论，检验其正确性，这样有如站在巨人的肩膀上，却无视自己是因巨人才能看得如此远。
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延伸阅读：台湾大百科地质定年法
●作者潘昌志，从高中一年级开始就热衷于地球科学，进而爱好自然。喜爱自然、爱地球，用科学角度来看关心台湾，用文字爱地球。作者有个人部落格「地球故事书」。本文为作者授权刊登，版权为作者所有，请勿随意转载。ET论坛欢迎更多参与，投稿请寄editor@ettoday.net