由大陸漂移學(xué)說引發(fā)的思考

陳嘉禾

摘要：二十世紀時期，板塊構(gòu)造學(xué)說的產(chǎn)生對地質(zhì)學(xué)發(fā)展來說是一場意義重大的學(xué)術(shù)革命，造成這場革命在全球范圍內(nèi)席卷的源頭便是大陸漂移學(xué)說的提出。隨著聲納、磁力計在地質(zhì)學(xué)界的廣泛應(yīng)用，通過對海底地形、海底磁場極性、巖石年齡的分析為解釋了大陸漂移學(xué)說中陸地是怎樣的移動；大陸漂移學(xué)說為研究地球變遷奠定了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：大陸漂移學(xué)說；起源；支持證據(jù)；發(fā)展；思考

自從大陸漂移學(xué)說這一理論被提出后，便在歐美國家引發(fā)了巨大爭議。當(dāng)時，由于人們對地球外層構(gòu)造特征的認識程度有限，之前的地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展成果難以為大陸漂移學(xué)說提供理論依據(jù)，因而受到很多學(xué)者的質(zhì)疑和排斥。直到二十世紀中期古地磁學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)、深海測深技術(shù)的發(fā)展，才為大陸漂移學(xué)說奠定了堅實基礎(chǔ)，從而演化成為如今板塊構(gòu)造學(xué)說中的關(guān)鍵組成部分。

一、大陸漂移學(xué)說的起源

1912年，德國氣象學(xué)家魏格納第一次提出“大陸漂移學(xué)說”，后人稱為魏格納猜想，從此由“一張世界地圖引發(fā)猜想”在歐美地質(zhì)學(xué)界引起激烈的辯論，大多數(shù)學(xué)者對此都持反對態(tài)度。但魏格納卻依舊堅持自己的觀點，他跨學(xué)術(shù)領(lǐng)域，潛心研究古生物、地質(zhì)等學(xué)科知識，并先后兩次去格陵蘭島進行實地考察，收集大陸漂移的證據(jù)，得出格陵蘭島以每年lm的速度在緩慢漂移。三年后，魏格納整理出版了《海陸的起源》一書，該書中指出現(xiàn)階段人們所認識的亞洲、歐洲、美洲、非洲、南極洲級澳大利亞在遙遠的古代是一塊完整的陸地板塊，后來在離心力和潮汐作用下，大約2億年前，這個完整的板塊出現(xiàn)了分離。首先是歐洲、非洲和美洲從這個板塊中分裂出去，從而產(chǎn)生了大西洋：其次是兩塊面積較小的板塊則一直漂移到了地球的最南部，分別為南極洲和澳大利亞，因此產(chǎn)生了印度洋。魏格納在書中全面論述了自己對巖石板塊的研究，而這個不被接受的假說就是大陸漂移學(xué)說。

二、大陸漂移學(xué)說支持證據(jù)

1、大陸邊緣吻合證據(jù)

魏格納反復(fù)研究琢磨世界地圖，發(fā)現(xiàn)南美洲大陸西岸與非洲大陸東岸的邊緣部分可以近乎完美拼接在一起。之后，通過對這兩塊大陸兩岸巖層的進一步研究，南美洲海岸巖層與非洲對應(yīng)拼接出的巖層相互吻合，成為證明這兩塊大陸是一個整體提供了依據(jù)。

2、巖石構(gòu)成證據(jù)

魏格納通過地質(zhì)結(jié)構(gòu)研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，美洲阿巴拉契亞山脈與歐洲北部的納維亞山脈、蘇格蘭山脈以及愛爾蘭山脈均在地層、巖石、構(gòu)造上具備一定相似性，而且這些相近的巖石年齡都在2億年以上，推斷它們屬于同源山脈。同理研究，相關(guān)資料表明位于南非地區(qū)的開普山與布宜諾斯艾利斯山也屬于相同情況，由此可以證明美洲、歐洲及非洲等板塊在遙遠的某個時期屬于一個整體。

3、古生物化石證據(jù)

魏格納收集古生物科學(xué)成果證明泛大陸的存在。在兩億年前，中龍屬于一種生活在陸地淡水沼澤環(huán)境中的爬蟲類生物，從生物和地理角度上來講，其不可能穿越大洋，并且收集當(dāng)時的地質(zhì)學(xué)家們發(fā)現(xiàn)位于大西洋兩側(cè)的南非和南美洲都有這種生物化石出現(xiàn)，推測中龍生活在同一塊陸地上。同理推出，與之相似的還有舌羊齒植物，這種植物的種子就算借助強風(fēng)也難以橫跨大洋，但研究學(xué)者卻在非洲、澳洲、南極洲等多個陸地板塊中發(fā)現(xiàn)這種植物的化石，魏格納用自己扎實的氣象學(xué)理論，論證含有蕨類化石的巖石曾經(jīng)是合在一起的，且位于赤道附近，更進一步證明地球大陸曾經(jīng)是一個相連的整體，并發(fā)生大陸的漂移。

4、古磁場證據(jù)

倘若依照魏格納的學(xué)說理論將南美洲、南極洲、澳洲、非洲等板塊在空間想象上進行連接，其古地磁應(yīng)具有一定相似性。而魏格納通過查閱古地磁資料可以看出在同一地質(zhì)階段，各個大陸古地磁位置基本接近，并且它們的磁極移動路線也大致可以重疊，這更加印證了大陸漂移學(xué)說的正確性。

三、大陸漂移理論漸進發(fā)展

魏格納的大陸漂移學(xué)說理論依據(jù)是大陸邊緣的吻合性、以及古生物、古氣象、古地質(zhì)等現(xiàn)象及結(jié)論推論在二疊紀時地球是一個巨大的陸地，質(zhì)地較輕的固態(tài)硅鋁層陸地漂浮在粘性大的液態(tài)硅鎂層上，進入到中生代，硅鋁層質(zhì)地的大陸受到地球自轉(zhuǎn)、日月潮汐等不同力量的影響，開始破裂、分離，但是什么原因?qū)е掳鍓K運動到目前的位置呢？

1、海底擴張說

伴隨德國科考船發(fā)現(xiàn)大西洋中間存在很長的裂谷一洋中脊，又攪動沉寂近半個世紀的大陸漂移說。20世紀60年代美國科學(xué)家提出“海底擴張說”理論，這個理論的依據(jù)一是利用聲納技術(shù)繪制出海底地形圖，發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的洋中脊、深海海溝；二是利用磁力計得到海底地磁圖，發(fā)現(xiàn)洋中脊兩側(cè)的條狀分布的巖石具有相同磁性方向；三是洋中脊中部有牙膏狀巖石，即地幔熔融物質(zhì)在不斷涌出；四是通過鉆孔取樣，發(fā)現(xiàn)遠離洋中脊的巖石的年齡越老，也就是說地幔中的巖漿上涌從洋中脊的裂縫中噴出到海底后降溫凝結(jié)，變成新的洋殼，把洋中脊上的老洋殼往兩側(cè)推移出去，地幔這種不間斷運動，不斷產(chǎn)生的新洋殼，造成海底擴張，推算海底的擴張以洋中脊為軸，向兩側(cè)擴張，太平洋的擴張速率為每年5～7厘米，大西洋的擴張速率為每年1～2厘米，大陸是附著在洋殼上移動，這就解釋了大陸漂移說的內(nèi)在動力，彌補大陸漂移學(xué)說的理論依據(jù)。

2、板塊構(gòu)造學(xué)說

加拿大科學(xué)家威爾蓀提出破碎的巖石圈就像破裂的雞蛋殼，邊緣呈不規(guī)則鋸齒狀的大陸塊，稱為板塊，這些板塊可以小心地拼接起來，板塊上既可以有陸地也可以有海洋或者只有其一。威爾蓀就把大陸漂移說、海地擴張說、地球板塊說綜合后提出了板塊構(gòu)造理論。板塊構(gòu)造學(xué)說闡述地球巖石圈板塊在地幔對流作用下不斷緩慢移動的地質(zhì)理論，揭示地球各板塊的形成、運動和消減的規(guī)律。1968年法國地質(zhì)學(xué)家們深入研究地幔深處，發(fā)現(xiàn)存在的熱對流以及海底存在的擴張運動，認為地殼、地幔、地核是構(gòu)成地球的三大主要部分，地核溫度通常保持在6000℃左右，地幔溫度通常處于1000-3000℃范圍內(nèi)，地幔中的漿狀物質(zhì)如同鐵爐中的鐵水一般，將其命名為巖漿，巖漿在高溫高壓環(huán)境下可以發(fā)生對流。而地球表面不規(guī)則的破碎板塊便如同船只般飄蕩在地幔巖漿上。借助巖漿的對流運動，板塊便出現(xiàn)漂移，在漂移過程中板塊相遇便會發(fā)生擠壓、碰撞、分離，一般都是在水平方向上移動，這種在不同大小的板塊之間相互作用有三種形式，第一種是相背運動，稱為分離：第二種是板塊間相向運動，稱為匯聚；第三種是平行相切運動，稱為滑動。

特征各異的板塊邊界，按照相互運動形式分為三種邊界：分離型邊界、匯聚型邊界、轉(zhuǎn)換型邊界。其中分離型邊界是指地幔物質(zhì)經(jīng)過上涌、冷凝后形成新的位于洋中脊兩側(cè)邊緣的洋底巖石圈，比如馬里亞納海溝。匯聚型邊界是指兩個碰撞穿插消亡的板塊，比如兩個大洋板塊在海溝相撞，密度大的板塊向下俯沖回到地幔，碰撞處演變?yōu)樯詈希粌蓚€大陸板塊相撞，擠壓出現(xiàn)褶皺隆起形成山脈，喜馬拉雅山便是屬于此列；大洋板塊與大陸相撞，密度較大、位置較低的大洋板塊俯沖到大陸下面，形成沿著大陸邊緣的隆起及火山山脈，智利海溝和安第斯山脈就是這樣形成的。轉(zhuǎn)換型邊界則是指兩個板塊反向平行移動，互相剪切活動，巖石圈既不生長也不消亡，比如形成地殼斷層。不論運動形式差異，但驅(qū)動板塊發(fā)生位移的力量來自于地幔中大規(guī)模巖漿的對流運動產(chǎn)生的能量。

板塊構(gòu)造學(xué)說解釋了大陸漂移、海底擴張的原因，對地球各種自然災(zāi)害的發(fā)生提供原因解釋，如地震、火山等發(fā)生，同時還能夠闡述地質(zhì)研究中的很多理論概念，對地質(zhì)學(xué)后續(xù)的研究和發(fā)展來說意義重大。

四、未來地球變遷的思考

大多數(shù)科學(xué)家認同地幔中的對流是通過受熱物質(zhì)的運動進行能量的傳遞。而對于地幔中對流圈是怎樣出現(xiàn)的，按照能量守恒定律，對流運動中能量是否會遞減，直到停止？在大洋中存在大規(guī)模的海溝、洋中脊，隨著板塊間不停歇的運動，海水是否會源源不斷進入地幔，地幔是否溫度會降下低？或者海水量減少？其他懸存的問題涉及到對流運動或板塊之間的關(guān)系，比如東非大裂谷是否會稱為非洲大陸分裂的邊界？關(guān)注地球變遷的蛛絲馬跡，借用一句話“像外行一樣思考，像專家一樣實踐。”

結(jié)語：總之，在深入閱讀和探索大陸漂移學(xué)說的過程中，除了知識上的收獲外，我更是產(chǎn)生了心靈上的觸動。魏格納用他那短暫的一生造就了大陸漂移學(xué)說這一偉大財富，但他的這個偉大理論卻是在其逝世后近半個世紀才得到廣大學(xué)者的認可。其實，在地質(zhì)學(xué)發(fā)展過程中，還有很多如同魏格納一樣的優(yōu)秀科學(xué)家，他們的生命可能是短暫的，但他們留下的光芒卻足以給后代照亮幾百年甚至幾千年的光明道路。