世界上絕大多數(shù)的地震、火山和海嘯都產(chǎn)生于板塊相接的地方，也正是在這些地方，地球的暴怒達(dá)到了頂點(diǎn)。那么，板塊構(gòu)造是怎樣發(fā)現(xiàn)的呢？

大陸漂移說

從魏格納的意外發(fā)現(xiàn)說起

板塊構(gòu)造的發(fā)現(xiàn)始于德國(guó)氣象學(xué)家魏格納的一次意外發(fā)現(xiàn)。1910年的一天，年輕的德國(guó)氣象學(xué)家艾爾弗雷德·魏格納因病躺在床上，百無聊賴時(shí)，他的目光從窗外的常青藤移到了室內(nèi)墻上掛著的一幅世界地圖上。他先是漫不經(jīng)心地看著，突然，他的眼前一亮——他意外地發(fā)現(xiàn)大西洋兩岸的輪廓線竟是如此相對(duì)應(yīng)，特別是巴西東端的直角凸出部分，與非洲西岸呈直角凹進(jìn)的幾內(nèi)亞灣完全吻合。自此以南，巴西海岸的每一個(gè)凸出部分，都恰好和非洲西岸凹進(jìn)的海灣相對(duì)應(yīng)。相反，凡非洲海岸的凸出處，總是與南美洲海岸的凹陷處相配合……

魏格納的腦海里閃出一個(gè)念頭：非洲大陸與南美大陸是否在歷史上曾貼合在一起？也就是說，是否從前它們之間并沒有大西洋，到后來才破裂、漂移而分開的？

在收集了大量關(guān)于大西洋兩岸相似的輪廓、地質(zhì)構(gòu)造、古生物、古氣候等多方面證據(jù)以后，魏格納宣稱，在2億年前，大西洋和印度洋都不存在，現(xiàn)今的七大洲是一個(gè)聯(lián)合的統(tǒng)一古陸，包圍這個(gè)泛大陸的是統(tǒng)一的泛大洋，后來聯(lián)合古陸逐漸裂成幾個(gè)大陸，裂開處產(chǎn)生了大西洋和印度洋，裂開的大陸在地層下部的硅鎂層之上漂移。按照魏格納的說法：“就像我們把一張撕碎的報(bào)紙按其參差不齊的斷邊拼湊攏來，如果看到其間印刷文字行列恰好整齊吻合，就不能不承認(rèn)這些碎紙?jiān)瓉硎沁B接在一起的?！?/p>

1912年1月10日，魏格納在一次會(huì)議上做了題為《大陸的水平漂移》的演講，在這次演講中他第一次大膽提出了“大陸漂移說”。到1915年，魏格納寫成《海陸的起源》一書，全面而系統(tǒng)地闡明他的觀點(diǎn)，這標(biāo)志著大陸漂移說的正式誕生。

“大陸漂移說”的問世，就像一顆炸彈在全世界引起了轟動(dòng)。由于這一假說與長(zhǎng)期以來地學(xué)界的主導(dǎo)思想“海陸位置固定論”背道而馳，因而遭到大多數(shù)正統(tǒng)學(xué)者的激烈反對(duì)。1926年11月，在紐約召開了一次關(guān)于大陸漂移說的討論會(huì)，魏格納興致勃勃地出席了會(huì)議。可是，會(huì)議一開始就成了對(duì)“大陸漂移說”的批判會(huì)，代表們一個(gè)個(gè)板起面孔斥責(zé)和非難魏格納，尤以英國(guó)地球物理學(xué)權(quán)威杰弗里斯的反對(duì)最為堅(jiān)決，他指責(zé)“大陸漂移說”是“一位大詩人的夢(mèng)”。隨著1930年魏格納赴格陵蘭探險(xiǎn)時(shí)遇難身亡，“大陸漂移說”被打入冷宮，逐漸為世人所忘卻。

海底擴(kuò)張說

來自深海底的有力證據(jù)

1973年8月2日，“阿基米德號(hào)”深潛器載著駕駛員德弗羅貝雄爾、首席科學(xué)家勒皮雄和機(jī)械師米歇爾開始下潛，下潛的目標(biāo)是大西洋中脊，它位于亞速爾群島的西南海底。

3個(gè)小時(shí)之后，2600米深的海底已在“阿基米德號(hào)”的下面呈現(xiàn)。勒皮雄的眼睛緊貼著舷窗，突然，他驚呼起來：“看，熔巖！”在他的前方，巨大的熔巖就像瀑布似的從幾乎垂直的陡坡上傾瀉而下。勒皮雄還看到，在中央裂谷的巖壁上，有許多黑黝黝的“管道”，活像大管風(fēng)琴的音管，參差不齊地排列在那里，直徑大多在1米以上，在探照燈的照耀下閃爍著黑玉般的光澤。在一塊海底凹地上，堆放著一些完整無損的熔巖塊，外形就像枕頭，探險(xiǎn)者給它起名叫“枕巖”。

勒皮雄一邊拍照，一邊想著熔巖瀑布形成時(shí)的壯觀景象：熾熱的巖漿從裂谷底部縱橫交錯(cuò)的裂隙里涌出來，就像一個(gè)巨大的破雞蛋，蛋黃流向四方，然后被海水冷凝成紅色的“瀑布”，而黑色的管道則可能是巖漿透氣的“煙囪”……

幾個(gè)小時(shí)后，他們回到了海面。在母船上焦急等待的其他科學(xué)家一看到他們歡快的眼神就明白，他們已經(jīng)找到了打開海底奧秘之門的鑰匙。原來，這是一次名叫“法摩斯”的法美聯(lián)合海底探險(xiǎn)行動(dòng)，參加探險(xiǎn)隊(duì)的科學(xué)家們?yōu)榱酥С忠环N新的理論——海底擴(kuò)張說，在深海尋找有力的理論依據(jù)。

海底擴(kuò)張說是這么解釋的：大洋中脊是地幔對(duì)流上升的地方，也是新的大洋地殼誕生處，地幔的力量可以像傳送帶一樣，把新生的大洋底運(yùn)向遠(yuǎn)方。顯然，海底擴(kuò)張說的形成，使“大陸漂移說”又復(fù)活了?；蛘吒_切地說，“大陸漂移說”被“海底擴(kuò)張說”代替了。

為什么海底會(huì)擴(kuò)張和移動(dòng)呢？原來，在地殼的下面是厚達(dá)2900千米的地幔，由于地幔溫度很高，壓力很大，使地幔物質(zhì)處于熔融狀態(tài)，像沸騰的鋼水一樣不斷翻滾、對(duì)流。所謂對(duì)流，就是物質(zhì)的一種循環(huán)流動(dòng)。一壺水在加熱的過程中也存在對(duì)流：直接加熱點(diǎn)上的水，因升溫而向上流動(dòng)，然后再向四周流散開去，同時(shí)四周的水再向加熱中心涌來，如此周而復(fù)始，形成了壺中水的對(duì)流。與此相仿，處于高溫熔融狀態(tài)的地幔物質(zhì)也是這樣，大陸則被動(dòng)地在地幔對(duì)流體上移動(dòng)。當(dāng)巖漿上涌到對(duì)流巖石圈的底部時(shí)，地幔流受到了阻礙，于是就分成兩股朝兩側(cè)流動(dòng)。它的力氣可真不小，能把巖石圈撕開，地下的巖漿就乘此機(jī)會(huì)沖出海底噴射出來，而低溫海水使之冷卻凝結(jié)，鋪在老的洋底上，變成新的洋殼。當(dāng)然，地幔涌升絕不會(huì)如此停止，在繼之而來的地幔涌升力的驅(qū)動(dòng)下，新洋殼被撕裂，裂縫中又涌出新的巖漿，冷凝固結(jié)，再為涌升流所推動(dòng)，把原來的海底擠向兩側(cè)。漸漸地，一座隆起的海底山脈橫貫大洋的中央。分開的海底就像馱在傳送帶上似的，慢慢地向兩側(cè)推移開去。這就是海底擴(kuò)張。

海底在擴(kuò)張，那么海底會(huì)不會(huì)變得越來越寬呢？不會(huì)的。在傳送帶上的海底地殼自有它的歸宿，這個(gè)歸宿就是大洋的邊緣。舊的海底被送到這兒之后，遇到大陸地殼使擴(kuò)張受到阻礙，于是洋殼就連同上面的沉積物一起向下面俯沖，重新鉆入地幔之中。這種洋殼俯沖的結(jié)果是：在這兒留下了幾千米深的海溝，與海溝形影相隨的是發(fā)生頂翹的島弧，舊海底的消亡也使得火山和地震常常發(fā)生。

如果我們把地球比作一頭怪獸的話，那么大洋中脊和海溝就是兩個(gè)血盆大口。大洋中脊吐出地球內(nèi)部的物質(zhì)，營(yíng)造新的海底，而海溝則吞沒舊的海底，讓它重新歸還地底下去。海洋的底就這樣被替換更新著，大約每2億年一次。

板塊構(gòu)造說

從舊金山看全球大板塊

1906年4月18日，加利福尼亞州發(fā)生了美國(guó)歷史上損失最大的地震，震級(jí)8.3級(jí)，震中烈度十一度，撼動(dòng)了美國(guó)西部96萬平方公里的土地。歷史名城舊金山天旋地?fù)u，建筑坍毀，到處起火，全城2.8萬幢房屋付之一炬，6萬多人喪命，財(cái)產(chǎn)損失達(dá)5億美元。

這次大地震的罪魁禍?zhǔn)资钦l呢？是生性活潑的圣安德烈亞斯大斷層。這條斷層南起加利福尼亞灣，向西北延伸，到舊金山北面的門多西諾角入海，大體上與太平洋海岸平行，總長(zhǎng)1000公里以上。據(jù)說，這條線就是太平洋板塊和北美板塊的結(jié)合部。1000多萬年以前，兩個(gè)板塊銜接在一起，就像?？吭谕粋€(gè)車站的兩列火車，后來各朝相反方向移動(dòng)，太平洋板塊滑向西北，北美板塊滑向東南，裂痕越來越深。至今，這個(gè)斷層已深入地殼32～48公里，每年平均移動(dòng)2.5～5厘米，但其力量分布不均勻，有的地段在滑動(dòng)，有的地段則“咬住”不放，滑動(dòng)的地段硬要拉著不動(dòng)的“頑固分子”跟它走，張力逐漸增強(qiáng)，猶似積聚著幾百顆核彈的力量，一旦失去平衡，瞬間移位，便會(huì)爆發(fā)一次強(qiáng)烈的地震。1906年舊金山的這場(chǎng)大災(zāi)難正是圣安德烈亞斯斷層大錯(cuò)動(dòng)的結(jié)果。近百年來，這個(gè)斷層發(fā)生6級(jí)以上大地震達(dá)27起。

在舊金山附近保留著一個(gè)“1906年大地震遺跡”。在一個(gè)山坡上，在兩道柵欄中間樹立著一塊大木牌，牌上畫著一條粗線，兩側(cè)箭頭分別注明“太平洋板塊”和“美洲板塊”。 柵欄四周芳草萋萋，樹木茂密，并無什么異常景色，而奧妙就在柵欄上。原來，這兩道柵欄本來是連在一起的，1906年的地震把它一分為二，成了相距4.88米的兩道短?hào)艡?。移位部分并未見到深溝，但巖石破碎，與兩側(cè)正常巖層明顯不同。如果你兩腳分開站在那條粗線的兩側(cè)，就意味著你的一只腳踏在太平洋板塊上，而另一只腳踏在北美板塊上。

更有趣的是舊金山東南的霍利斯特鎮(zhèn)的艾梅頓酒廠。1948年，人們錯(cuò)誤地把廠房建在了圣安德烈斯斷層線上。1956年8月，人們發(fā)現(xiàn)廠房錯(cuò)開10厘米寬的裂痕，從屋頂?shù)綁δ_齊齊朝西北—東南方向切去。到1969年，相錯(cuò)距離已達(dá)25厘米，房子被分成兩半，一半在北美洲板塊，一半在太平洋板塊。

這里的“板塊”是何含意？它代表的是怎樣的一種地球觀？20世紀(jì)60年代，可以說是地球科學(xué)史上最為激動(dòng)人心的年代。1967年，幾位才華橫溢的地質(zhì)學(xué)家在英國(guó)劍橋大學(xué)聚會(huì)，威爾遜、赫斯、摩根、馬修斯、瓦因和勒皮雄，這些在各自的專業(yè)領(lǐng)域?qū)Α昂５讛U(kuò)張說”做出不同貢獻(xiàn)的科學(xué)家，展開了熱烈的討論。正是在這種自由的探討中，逐漸形成了一種新的地球觀——“板塊構(gòu)造說”。

板塊的全稱是“巖石圈板塊”。板塊被認(rèn)為是剛性的，且不易發(fā)生形變。地球最外層的剛性巖石圈猶如在傳送帶上一樣，被不斷推移著。不過，這巖石圈并非鐵板一塊，而是被各種斷裂或構(gòu)造活動(dòng)帶分割成許多塊，這就是“板塊”。這些板塊被馱在地幔頂部的軟流層之上，隨著地幔的對(duì)流不停地漂移。

法國(guó)地質(zhì)學(xué)家勒皮雄第一次把地球巖石圈劃分成六大板塊：歐亞板塊、太平洋板塊、北美板塊、非洲板塊、印度洋板塊和南美洲板塊。后來隨著研究的深入，板塊構(gòu)造劃分得更多更小了，整個(gè)巖石圈劃分為12個(gè)主要板塊。

板塊構(gòu)造理論認(rèn)為，大陸是坐落在板塊上的，當(dāng)板塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)也載著大陸向前漂移，大陸只不過像乘客一樣乘坐在海洋板塊之上行進(jìn)。因此，“海洋板塊漂移”這個(gè)詞，可能比“大陸漂移”更能準(zhǔn)確地說明問題。

板塊構(gòu)造說是大陸漂移說和海底擴(kuò)張說的進(jìn)一步發(fā)展，包含了后兩個(gè)學(xué)說中的全部精華，又充實(shí)了大地構(gòu)造活動(dòng)的新理論，它凝聚了數(shù)代海洋科學(xué)家的卓越才智和探索精神。板塊構(gòu)造說一誕生，很快獲得世界各國(guó)地球科學(xué)家的支持，可以說它是地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的一次新變革。

狂暴的邊界

在板塊交界的地方，板塊頻繁地發(fā)生著碰撞、擠壓，造出巨大的山脈和深邃的海溝。在這些地方，地球的暴怒達(dá)到了頂點(diǎn)，世界上絕大多數(shù)的地震、火山和海嘯都產(chǎn)生于此。

1

分離邊界：在兩塊板塊相互遠(yuǎn)離時(shí)，它們的邊界就是分離邊界。大洋中脊是地球上延伸最長(zhǎng)的山脈，其形成就是板塊分離的結(jié)果。在大洋中脊的脊部，地球深處的巖漿噴涌而出，在遇到冰冷的海水時(shí)冷卻下來，形成新的地殼。板塊在大洋中脊的分離和新地殼的產(chǎn)生被稱為海底擴(kuò)張。

2

匯聚邊界：新的地殼不斷地在大洋中脊形成，但地球的大小并沒有顯著變化，這是因?yàn)樵诘乇淼哪硞€(gè)地方，地殼正在以與擴(kuò)張相同的速率消亡著。地殼的消亡發(fā)生在兩個(gè)板塊碰撞的地方。大約5000萬年前，印度板塊與歐亞板塊相撞，形成了高聳的喜馬拉雅山脈。

3

轉(zhuǎn)換斷層：在兩個(gè)板塊朝相反方向滑動(dòng)、交錯(cuò)的地方，巖層發(fā)生斷裂，導(dǎo)致大片巖體滑動(dòng)易位，所形成的裂縫就是斷層。沿著斷層常常發(fā)生淺源地震。加利福尼亞的圣安德烈亞斯斷層是世界上最著名的轉(zhuǎn)換斷層。

4

熱點(diǎn)：構(gòu)造板塊在地球表面的運(yùn)動(dòng)很像一個(gè)傳送帶。在這個(gè)過程中，板塊可能會(huì)經(jīng)過地球地幔層的一個(gè)熱點(diǎn)之上，熔融的地幔物質(zhì)從這里呈柱狀上升并沖破地殼，發(fā)生火山爆發(fā)，形成一系列火山地貌，如海山或火山島鏈。夏威夷群島就是最著名的熱點(diǎn)產(chǎn)物。