大陸漂移假說與板塊構(gòu)造學(xué)說

安可霞

1910 年， 德國地球物理學(xué)家、氣象學(xué)家阿爾弗萊德·魏格納偶然發(fā)現(xiàn)大西洋兩岸的南美大陸和非洲大陸的海岸線非常相似， 一個(gè)驚人的想法在他心中產(chǎn)生： 難道它們曾經(jīng)是一個(gè)統(tǒng)一的整體， 究竟是什么力量把它們分開的呢？ 經(jīng)過反復(fù)觀察后， 他還發(fā)現(xiàn)北美大陸、格陵蘭島和歐洲大陸輪廓正好也可嵌合在一起。

魏格納堅(jiān)信這些決不是巧合， 于是從地質(zhì)學(xué)、古生物學(xué)、古氣候?qū)W等角度進(jìn)行了科學(xué)的研究、推敲。經(jīng)過實(shí)地考察，魏格納認(rèn)為： 大陸原先是相互連接在一起的一個(gè)整體， 它的周圍是一片汪洋， 后來經(jīng)過兩億多年的分裂漂移， 才形成現(xiàn)在的海洋和陸地。這就是他提出的震驚世界的大陸漂移假說。

1912 年1 月10 日， 魏格納第一次提出了大陸漂移假說。這一提法立即引起了軒然大波， 反對聲此起彼伏。魏格納不顧眾人的反對， 堅(jiān)持為他的理論搜集證據(jù)。此后， 他又兩次去格陵蘭島考察， 發(fā)現(xiàn)格陵蘭島相對于大陸依然有漂移運(yùn)動(dòng)， 漂移速度是每年1米。1915 年魏格納又出版了《海陸的起源》一書，他認(rèn)為現(xiàn)在的美洲、非洲、亞洲、歐洲、澳大利亞和南極洲， 在古生代是一塊完整的原始陸地， 稱為泛大陸。在地球自轉(zhuǎn)離心力和潮汐力等外力作用下， 整塊大陸分裂成幾大塊。最先是美洲和歐洲、非洲分離， 于是大西洋誕生了。有兩塊比較小的陸地， 由于重量小、受外力作用最大， 一直漂到最南端， 它們就是澳大利亞和南極洲大陸， 中間形成了印度洋。在《海陸的起源》一書中， 魏格納全面系統(tǒng)地闡明了自己的觀點(diǎn)， 這標(biāo)志著偉大的大陸漂移假說正式誕生了。

然而， 由于受到當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制， 大陸漂移假說僅得到氣候?qū)W家和地理學(xué)家的首肯。1930 年10 月30 日， 魏格納因疲勞過度， 心臟病猝發(fā)而去世。隨后， 大陸漂移假說似乎也銷聲匿跡了。又過了20 多年， 地球物理學(xué)等學(xué)科的許多研究成果， 有力地支持了大陸漂移假說， 人們對大陸漂移假說的興趣又被點(diǎn)燃了。這是因?yàn)椋?大陸漂移假說是一種能夠解釋包括古生物、古氣候、古地質(zhì)構(gòu)造等學(xué)科眾多疑問的理論。

板塊構(gòu)造學(xué)說由大陸漂移假說發(fā)展而來， 并成為20 世紀(jì)地球科學(xué)的主流。20 世紀(jì)60 年代， 板塊構(gòu)造學(xué)說認(rèn)為： 由巖石組成的地球表面并不是一個(gè)統(tǒng)一的整體， 而是由板塊組合而成。法國地質(zhì)學(xué)家勒比雄把地球劃分為太平洋板塊、歐亞板塊、印度洋板塊、非洲板塊、南極洲板塊和美洲板塊六大板塊。板塊學(xué)說的誕生， 很好地解決了魏格納生前一直沒有解決的漂移動(dòng)力的問題。赫斯等人將理論進(jìn)一步發(fā)展， 提出了海底擴(kuò)張說。大陸漂移假說和海底擴(kuò)張說為板塊構(gòu)造學(xué)說打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2001 年5 月， 在河北東部山區(qū)距長城幾千米的地方， 北京大學(xué)地質(zhì)學(xué)博士李江海和其他研究人員發(fā)現(xiàn)了地球上年代最久遠(yuǎn)的的海底巖石。經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)鑒定， 這些有著豆?fàn)钌钌呒y的巖石距今已25億年， 是在海底板塊擴(kuò)張過程中形成的。這一發(fā)現(xiàn)表明， 板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可上溯至 25 億年前， 即地球最早的地質(zhì)年代——太古代。

板塊構(gòu)造學(xué)說認(rèn)為板塊之間的交界處是板塊運(yùn)動(dòng)最為活躍的地帶， 經(jīng)常會發(fā)生火山噴發(fā)、地震、巖層的擠壓及斷裂。例如印度尼西亞之所以有“ 火山國”之稱， 就是因?yàn)樗幵谔窖蟀鍓K、亞洲東部板塊和印度洋板塊的交界點(diǎn)， 三大板塊不斷碰撞擠壓， 使該地區(qū)火山、地震頻繁發(fā)生。假如是兩個(gè)堅(jiān)硬的板塊相碰撞， 兩個(gè)板塊的接觸帶受擠壓扭曲變形， 就會形成巨大的山系， 如喜馬拉雅山就是在亞歐板塊和印度洋板塊的擠壓下形成的。據(jù)測算， 喜馬拉雅山的一些地方平均每萬年升高20 米到30 米， 至今仍在不斷上升。

地球上的這些板塊為什么會運(yùn)動(dòng)呢？ 板塊學(xué)說認(rèn)為， 這主要是地幔深處的熱對流現(xiàn)象和海底擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)引起的。我們知道， 地球是由地殼、地幔、地核三部分組成的。地核的溫度在6 000 攝氏度左右， 地核處的壓力巨大。就連地幔的溫度也在1 000～3 000 攝氏度之間， 氣壓在1 300 個(gè)大氣壓左右。地幔物質(zhì)像鐵爐里的鐵水一樣為火熱的漿狀物質(zhì)， 由于它的成分同巖石差不多， 因此稱為巖漿。在高溫高壓作用下， 巖漿呈對流形式的運(yùn)動(dòng)。地球表層的板塊就像輪船一樣都“ 漂浮”在地幔的巖溶液之上。在地幔的對流作用下， 這些板塊都能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)， 它們主要呈水平方向運(yùn)動(dòng)， 總有一天會相遇， 并相互碰撞擠壓。當(dāng)大洋板塊和大陸板塊碰撞， 大洋板塊密度大且重， 就會插到大陸板塊下， 在插入碰撞處邊緣就形成了深海溝。

板塊之間的交接帶有三種類型： 生長邊界、消亡邊界和守恒邊界。地幔物質(zhì)上涌、冷凝、生長出新的洋底巖石圈并添加到兩側(cè)分離的板塊邊緣所在， 稱為生長邊界。兩個(gè)相互碰撞穿插消亡的板塊， 稱為消亡邊界， 如喜馬拉雅山。兩個(gè)相互剪切滑動(dòng)的邊界， 稱為守恒邊界。板塊構(gòu)造學(xué)說解釋了地震、火山、造山作用的成因， 闡明了地質(zhì)學(xué)中的許多概念， 是地球科學(xué)領(lǐng)域中的一場革命。

總之， 板塊運(yùn)動(dòng)像一只看不見的手， 控制著地球的外貌形態(tài)， 讓地表以復(fù)雜多姿的面貌出現(xiàn)在我們的面前。