陳嘉禾

摘要：二十世紀(jì)時(shí)期，板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)的產(chǎn)生對(duì)地質(zhì)學(xué)發(fā)展來(lái)說(shuō)是一場(chǎng)意義重大的學(xué)術(shù)革命，造成這場(chǎng)革命在全球范圍內(nèi)席卷的源頭便是大陸漂移學(xué)說(shuō)的提出。隨著聲納、磁力計(jì)在地質(zhì)學(xué)界的廣泛應(yīng)用，通過(guò)對(duì)海底地形、海底磁場(chǎng)極性、巖石年齡的分析為解釋了大陸漂移學(xué)說(shuō)中陸地是怎樣的移動(dòng)；大陸漂移學(xué)說(shuō)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(shuō)；起源；支持證據(jù)；發(fā)展；思考

自從大陸漂移學(xué)說(shuō)這一理論被提出后，便在歐美國(guó)家引發(fā)了巨大爭(zhēng)議。當(dāng)時(shí)，由于人們對(duì)地球外層構(gòu)造特征的認(rèn)識(shí)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(shuō)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(jì)中期古地磁學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)、深海測(cè)深技術(shù)的發(fā)展，才為大陸漂移學(xué)說(shuō)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，從而演化成為如今板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)中的關(guān)鍵組成部分。

一、大陸漂移學(xué)說(shuō)的起源

1912年，德國(guó)氣象學(xué)家魏格納第一次提出“大陸漂移學(xué)說(shuō)”，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(duì)此都持反對(duì)態(tài)度。但魏格納卻依舊堅(jiān)持自己的觀點(diǎn)，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(shí)，并先后兩次去格陵蘭島進(jìn)行實(shí)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(rèn)識(shí)的亞洲、歐洲、美洲、非洲、南極洲級(jí)澳大利亞在遙遠(yuǎn)的古代是一塊完整的陸地板塊，后來(lái)在離心力和潮汐作用下，大約2億年前，這個(gè)完整的板塊出現(xiàn)了分離。首先是歐洲、非洲和美洲從這個(gè)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(duì)巖石板塊的研究，而這個(gè)不被接受的假說(shuō)就是大陸漂移學(xué)說(shuō)。

二、大陸漂移學(xué)說(shuō)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(guò)對(duì)這兩塊大陸兩岸巖層的進(jìn)一步研究，南美洲海岸巖層與非洲對(duì)應(yīng)拼接出的巖層相互吻合，成為證明這兩塊大陸是一個(gè)整體提供了依據(jù)。

2、巖石構(gòu)成證據(jù)

魏格納通過(guò)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(ài)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(kāi)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(yuǎn)的某個(gè)時(shí)期屬于一個(gè)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(lái)講，其不可能穿越大洋，并且收集當(dāng)時(shí)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(cè)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(qiáng)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(gè)陸地板塊中發(fā)現(xiàn)這種植物的化石，魏格納用自己扎實(shí)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(jìn)一步證明地球大陸曾經(jīng)是一個(gè)相連的整體，并發(fā)生大陸的漂移。

4、古磁場(chǎng)證據(jù)

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

三、大陸漂移理論漸進(jìn)發(fā)展

魏格納的大陸漂移學(xué)說(shuō)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(jì)時(shí)地球是一個(gè)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(jìn)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(kāi)始破裂、分離，但是什么原因?qū)е掳鍓K運(yùn)動(dòng)到目前的位置呢？

1、海底擴(kuò)張說(shuō)

伴隨德國(guó)科考船發(fā)現(xiàn)大西洋中間存在很長(zhǎng)的裂谷一洋中脊，又?jǐn)噭?dòng)沉寂近半個(gè)世紀(jì)的大陸漂移說(shuō)。20世紀(jì)60年代美國(guó)科學(xué)家提出“海底擴(kuò)張說(shuō)”理論，這個(gè)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(jì)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(guò)鉆孔取樣，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)離洋中脊的巖石的年齡越老，也就是說(shuō)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(yùn)動(dòng)，不斷產(chǎn)生的新洋殼，造成海底擴(kuò)張，推算海底的擴(kuò)張以洋中脊為軸，向兩側(cè)擴(kuò)張，太平洋的擴(kuò)張速率為每年5～7厘米，大西洋的擴(kuò)張速率為每年1～2厘米，大陸是附著在洋殼上移動(dòng)，這就解釋了大陸漂移說(shuō)的內(nèi)在動(dòng)力，彌補(bǔ)大陸漂移學(xué)說(shuō)的理論依據(jù)。

2、板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)

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(lái)，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(shuō)、海地?cái)U(kuò)張說(shuō)、地球板塊說(shuō)綜合后提出了板塊構(gòu)造理論。板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)闡述地球巖石圈板塊在地幔對(duì)流作用下不斷緩慢移動(dòng)的地質(zhì)理論，揭示地球各板塊的形成、運(yùn)動(dòng)和消減的規(guī)律。1968年法國(guó)地質(zhì)學(xué)家們深入研究地幔深處，發(fā)現(xiàn)存在的熱對(duì)流以及海底存在的擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)，認(rèn)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(duì)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(duì)流運(yùn)動(dòng)，板塊便出現(xiàn)漂移，在漂移過(guò)程中板塊相遇便會(huì)發(fā)生擠壓、碰撞、分離，一般都是在水平方向上移動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，稱為分離：第二種是板塊間相向運(yùn)動(dòng)，稱為匯聚；第三種是平行相切運(yùn)動(dòng)，稱為滑動(dòng)。

特征各異的板塊邊界，按照相互運(yùn)動(dòng)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(guò)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(gè)碰撞穿插消亡的板塊，比如兩個(gè)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?；兩個(gè)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(gè)板塊反向平行移動(dòng)，互相剪切活動(dòng)，巖石圈既不生長(zhǎng)也不消亡，比如形成地殼斷層。不論運(yùn)動(dòng)形式差異，但驅(qū)動(dòng)板塊發(fā)生位移的力量來(lái)自于地幔中大規(guī)模巖漿的對(duì)流運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量。

板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)解釋了大陸漂移、海底擴(kuò)張的原因，對(duì)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(shí)還能夠闡述地質(zhì)研究中的很多理論概念，對(duì)地質(zhì)學(xué)后續(xù)的研究和發(fā)展來(lái)說(shuō)意義重大。

四、未來(lái)地球變遷的思考

大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)同地幔中的對(duì)流是通過(guò)受熱物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行能量的傳遞。而對(duì)于地幔中對(duì)流圈是怎樣出現(xiàn)的，按照能量守恒定律，對(duì)流運(yùn)動(dòng)中能量是否會(huì)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(yùn)動(dòng)，海水是否會(huì)源源不斷進(jìn)入地幔，地幔是否溫度會(huì)降下低？或者海水量減少？其他懸存的問(wèn)題涉及到對(duì)流運(yùn)動(dòng)或板塊之間的關(guān)系，比如東非大裂谷是否會(huì)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(shí)踐?！?/p>

結(jié)語(yǔ)：總之，在深入閱讀和探索大陸漂移學(xué)說(shuō)的過(guò)程中，除了知識(shí)上的收獲外，我更是產(chǎn)生了心靈上的觸動(dòng)。魏格納用他那短暫的一生造就了大陸漂移學(xué)說(shuō)這一偉大財(cái)富，但他的這個(gè)偉大理論卻是在其逝世后近半個(gè)世紀(jì)才得到廣大學(xué)者的認(rèn)可。其實(shí)，在地質(zhì)學(xué)發(fā)展過(guò)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。