特提斯海失蹤的曠古之謎（下）

特提斯?？赡艽嬖谟诟绲娜B紀(jì)

要揭開特提斯的面紗，就要研究海陸變遷。

維也納學(xué)派利用海洋沉積物及所存化石恢復(fù)古海洋的面貌，追索全球海陸的變遷。休斯總其大成，提出了特提斯海的命題，開啟了地學(xué)研究的新篇章。

大陸和大洋有不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。大陸地殼厚，一般有30多千米，各地組成并不均勻，平均成分大致與花崗閃長巖相似。洋殼極薄，厚度在2千米～11千米，主要由鎂鐵質(zhì)火成巖，即玄武巖和輝長巖組成，上面有很薄的深海沉積物覆蓋。大陸邊緣的?；旧暇哂写箨懙貧?gòu)成的大陸棚，如黃海、東海等，直到過了日本海溝和馬里亞納海溝，到達(dá)太平洋深海盆地，那里的地殼才真正是大洋地殼。

特提斯海地殼的主體應(yīng)該是具有洋殼的深海盆地，它的邊緣海及和它相通的淺海大多是陸殼基礎(chǔ)上的海盆。但是，在海陸變遷中，洋殼很難保存下來?，F(xiàn)在，多數(shù)地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，由海洋玄武巖及與其相伴生的鎂鐵質(zhì)巖石，以及深海沉積物如放射蟲硅質(zhì)巖構(gòu)成的蛇綠巖是消亡了的海洋地殼的殘余。如果某處存在蛇綠巖，便可推測該外曾是古代深海洋。

特提斯海最初主要指距今2億年～1.5億年的侏羅紀(jì)的赤道海洋。隨著研究的深入，特別是對深海沉積物的分析對比，休斯又把特提斯海的歷史向前推進(jìn)了好幾千萬年，認(rèn)為三疊紀(jì)時(shí)就有了這樣的海洋。1901年，他在名著《地球的面貌》中，又把特提斯海和岡瓦納古陸聯(lián)系起來。他寫道：“岡瓦納大陸的北界是中生代寬闊的海相沉積帶，從整體上看，它必須被當(dāng)作曾一度橫貫當(dāng)時(shí)存在的亞洲大陸的殘余海來考慮。諾葉邁爾稱之為‘中央地中?！?，我們將在下文用特提斯海來敘述它?！边@里，他點(diǎn)了岡瓦納的名，又點(diǎn)了古亞洲的名。

岡瓦納古陸是科學(xué)家對南半球原始古大陸的稱謂，范圍包括現(xiàn)代的南美洲、非洲、南極洲、澳大利亞以及亞洲的印度、阿拉伯等地區(qū)。岡瓦納古陸在距今3.6億年～2.5億年的石炭紀(jì)至二疊紀(jì)時(shí)，由陸塊相聚而組成，后來又逐漸解體。所以，即使休斯明白無誤地指出特提斯海是“中生代”，即三疊紀(jì)以來的地貌，但因?yàn)楹蛯呒{掛了鉤，似乎暗示它有更早的歷史。在這方面，后來以斯蒂勒為代表的一派地學(xué)家走得很遠(yuǎn)。這是后話。 也許有好幾個(gè)特提斯海

20世紀(jì)前半期，地質(zhì)理論中占主導(dǎo)地位的是地槽學(xué)說。有一派學(xué)者把特提斯看作復(fù)合地槽，認(rèn)為它是從晚元古代（距今10億年～5.7億年）就已經(jīng)存在的赤道地區(qū)深海槽，即地槽。地槽的地殼活動性很強(qiáng)，先是不斷地強(qiáng)烈凹陷，成為古海洋中的槽地，儲存了極厚的沉積物，后來又受到擠壓，使里面的沉積物發(fā)生褶皺、斷裂，最后地槽隆起成為山脈。古老的特提斯海，通過分階段的凹陷和造山運(yùn)動，逐步“固結(jié)”，喪失活動性，最終由地中海地槽變成了地中海山脈。

這一派研究者把特提斯海劃分為阿森特特提斯（距今10億年～5.7億年）、加里東特提斯（距今5.7億年～4億年）、華力西特提斯（距今4億年～2.5億年）和尚未“固結(jié)”的新特提斯。特提斯海逐漸萎縮，但它在全球的位置基本沒有什么變動。有的人把這種地球演化的觀點(diǎn)稱為固定論。

另外一派學(xué)者雖然也把特提斯看作地槽，但認(rèn)為它是兩個(gè)超級大陸之間的單一地槽。一個(gè)超級大陸就是上面提到的岡瓦納古陸，另一個(gè)由北美洲和歐亞大陸大部分地塊組成，位于北半球，稱為勞亞古陸。他們推斷的特提斯海形成的時(shí)間比休斯早，但比斯蒂勒晚得多，認(rèn)為由晚古生代開始，即距今2.5億年以前，但不早于距今4億年。后來，由岡瓦納古陸分離出來的陸塊向北運(yùn)動，和勞亞古陸拼接，特提斯海消亡。這些學(xué)者相信大陸塊體可以做長距離的移動，在移動過程中彼此有分有合，陸塊分離形成海，陸塊拼接則古海變山。所以，他們被稱為活動論者。

在活動論者中，對研究特提斯海貢獻(xiàn)最大的是阿爾岡。阿爾岡生活在瑞士，師從維也納學(xué)派。瑞士是中立國家，因而他躲過了第一次世界大戰(zhàn)的浩劫，成了維也納學(xué)派的真?zhèn)鞯茏?。阿爾?924年發(fā)表的名作《亞洲大地構(gòu)造》，對亞洲的地質(zhì)構(gòu)造演化做了深刻的分析，提出現(xiàn)代印度北緣曾存在過廣闊的陸棚，它和岡瓦納古陸北緣的其他陸棚，以及印度至澳大利亞之間的洋盆一起構(gòu)成了特提斯海的南翼。后來，岡瓦納和勞亞碰撞相接，特提斯消亡，印度北緣的陸棚俯沖插到西藏之下。這種作用不但使西藏地殼厚達(dá)70千米（雙倍地殼），并由于均衡作用使西藏隆起成為舉世無雙的高原，而且在亞洲廣大地區(qū)引發(fā)一系列復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造變動。他十分聰慧地把特提斯海的演化和青藏高原的隆升、亞洲地區(qū)的地殼變化聯(lián)系在一起，將特提斯海研究的方向由歐洲引向亞洲，對后來的研究工作有著無法估量的影響。同時(shí)，阿爾岡也沒有忘記歐洲。他更正了休斯把現(xiàn)代地中?？醋魈靥崴沟淖詈髿堄嗪５恼J(rèn)識，指出了地中海是距今2900萬年以來，由于地塊旋轉(zhuǎn)、彼此分離而新生的洋盆。

在阿爾岡的觀點(diǎn)中，明顯可以看出大陸漂移學(xué)說對他的影響。在當(dāng)時(shí)，地學(xué)界的學(xué)術(shù)思想爭執(zhí)十分激烈。兩種地球觀的矛盾差不多到了互為仇人的地步。大陸漂移說一度被看成一種“異端”思想，它的主將魏格納曾受到嚴(yán)厲的詰難。為了論證自己的學(xué)說觀點(diǎn)，他42歲就獻(xiàn)身于格陵蘭的考察。直到20世紀(jì)中葉，大陸漂移說才逐步得到論證，并發(fā)展成為板塊構(gòu)造學(xué)說。這種天翻地覆的變化，正如地質(zhì)對象本身的滄海桑田一樣，都是十分壯觀的“悲喜劇”。

魏格納根據(jù)不多的地質(zhì)證據(jù)，提出大陸漂移假說，后來人們根據(jù)他提出的論斷，推斷出特提斯海的面貌。但是，尋覓特提斯海的工作，時(shí)而讓人喜悅，時(shí)而又令人困惑……

海洋也會沖入陸地

20世紀(jì)后半期可以說是海洋學(xué)發(fā)展最光輝的年代。海洋考察船、深海鉆探船的航跡遍布全球海洋，新的發(fā)現(xiàn)層出不窮，令人目不暇接。其中，對海底磁異常的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)了由于地磁場周期性倒轉(zhuǎn)和地磁反向所形成的正、負(fù)相間的平行條帶，以大洋中脊為軸線對稱平行分布。這些異常條帶的順序和地磁年表基本一致，完全可以進(jìn)行全球?qū)Ρ?。這有力地論證了海底擴(kuò)張學(xué)說。現(xiàn)在，大多數(shù)科學(xué)家都贊同海洋比大陸年輕得多的看法。在地殼之下的地幔中，存在熱對流，在洋中脊之下，高溫上升流使地幔物質(zhì)不斷侵入，形成新的洋殼，先前的洋殼被不斷向外推移。當(dāng)洋殼被推移到接近大陸時(shí)，因?yàn)槭艿阶钃醵蛳赂_，再次下沉融于地幔，使地面上出現(xiàn)海溝和火山—巖漿（?。А?/p>

海底擴(kuò)張理論使一度沉寂的大陸漂移說獲得了新生。由魏格納根據(jù)不多的地質(zhì)證據(jù)建立的大陸漂移假說，以及后來由陸上古地磁研究得出的大西洋兩岸的大陸不斷分離的結(jié)論，得到了來自海洋的證據(jù)的支持。如此一來，因?yàn)楹Ｑ髮W(xué)，特別是古海洋學(xué)的興起，地學(xué)家不再由“陸地沉入海中”去認(rèn)識全球，而是由“海洋沖入陸地”去綜觀全球了。他們把地球上部看作幾個(gè)巨大的巖石圈板塊。它們之間或相互離散，產(chǎn)生海洋；或相互會聚，產(chǎn)生山脈和高原；當(dāng)海陸相接，產(chǎn)生海溝和火山—巖漿帶；它們之間也可以相互平移，則發(fā)生更為復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和大地震。這就是被譽(yù)為地球科學(xué)革命的活動論板塊構(gòu)造學(xué)說。

板塊構(gòu)造學(xué)說的出現(xiàn)，也給特提斯研究帶來了新的理論背景和轉(zhuǎn)機(jī)。首先，通過對印度洋海底磁異常的研究，得出印度半島原來位于南半球的結(jié)論。它和岡瓦納古陸的其他部分分離后，直到大約5000萬年以前才和西藏相互碰撞，使印度和西藏之間的特提斯海消亡。后來，又進(jìn)一步會聚擠壓，形成了今日的喜馬拉雅山和青藏高原。很多地質(zhì)學(xué)家很快就把雅魯藏布江一帶的蛇綠巖看作特提斯海洋地殼的殘片，相應(yīng)地也找到了特提斯海兩側(cè)配套的海相沉積物，以及因特提斯海洋地殼向西藏之下俯沖所產(chǎn)生的巖漿活動的證據(jù)。這些研究不但和板塊構(gòu)造學(xué)說理論合拍，而且也和休斯、阿爾岡的設(shè)想一致。

特提斯海的面紗似乎已被揭開，但是，故事遠(yuǎn)不止那樣簡單，科學(xué)研究的探索之路還長著呢。

因?yàn)榘鍓K構(gòu)造學(xué)說允許把巖石圈板塊的運(yùn)動簡化為球面幾何學(xué)問題，布拉特率先以沿岸海底150米的等深線為大陸輪廓（包括了大陸棚），用計(jì)算機(jī)拼接大西洋四周的大陸，得出了彼此重疊或間隙都很小的一個(gè)完美的超級大陸。然而，在這個(gè)超級大陸的東邊，歐亞大陸和非洲大陸之間，出現(xiàn)了一個(gè)向東開口的喇叭形缺口。這個(gè)超級大陸和楔狀古海灣意味著什么呢？

追溯地質(zhì)史，當(dāng)時(shí)不少地質(zhì)學(xué)家得出結(jié)論，認(rèn)為這個(gè)超級大陸就相當(dāng)于魏格納復(fù)原的大陸漂移前的“聯(lián)合古陸”，楔狀海灣應(yīng)該是特提斯海。這正是距今2.5億年到3億多年前的地球面貌。

顯然，這種復(fù)原和休斯的原意有很大的出入。如果古老的特提斯海消亡以后就形成了當(dāng)今的阿爾卑斯和喜馬拉雅山系，那么，在那里應(yīng)該找得到代表那個(gè)時(shí)代的海洋殘余物質(zhì)，如古老的蛇綠巖，以及配套的深海到淺海沉積物等。但是，經(jīng)過地質(zhì)學(xué)家多次跋涉考察，在阿爾卑斯就是找不到早于2.5億年前的、古老的特提斯海的蹤跡。這到底是怎么回事？研究特提斯的科學(xué)家剛感到成功的喜悅，立刻又落入了困惑的深淵。

特提斯海似乎更加神秘了！

特提斯海有兩個(gè)，一個(gè)新，一個(gè)舊

不僅如此，這一論斷在亞洲地質(zhì)研究中也遇到了麻煩。西亞和中亞的許多地塊，都具有岡瓦納古陸的特征。例如，中伊朗地塊和阿拉伯地塊關(guān)系密切，在古地理復(fù)原中都被安排在特提斯海以南，屬于岡瓦納古陸的一部分。但是，代表特提斯海洋地殼的蛇綠巖帶等，在西亞和中亞地區(qū)一下子繞到了波斯灣北岸，把中伊朗地塊等和包括阿拉伯地塊在內(nèi)的岡瓦納古陸隔開了。換句話說，休斯等先驅(qū)者命名的經(jīng)典特提斯海在這里不再位于岡瓦納的北側(cè)，而插到岡瓦納內(nèi)部了。

問題確實(shí)是復(fù)雜了。似乎到了這樣的關(guān)鍵時(shí)刻：要么解決這些困惑，使特提斯的尋覓工作前進(jìn)一大步，要么前功盡棄，重新開頭。解決困惑的出路就在于在已知的特提斯海以北找到尚未被發(fā)現(xiàn)的、古老的蛇綠巖帶。

科學(xué)家終于得到了美好的回報(bào)。地質(zhì)學(xué)家斯托克林于20世紀(jì)70年代首先在伊朗找到了突破口。他發(fā)現(xiàn)在中亞至少發(fā)育有兩套蛇綠巖和深海沉積，并以此為界，自北而南把整個(gè)地區(qū)劃分為三個(gè)部分。北區(qū)為古亞洲的南部邊緣，經(jīng)歷了古亞洲的地質(zhì)發(fā)展歷史，中區(qū)和南區(qū)有相似之處，廣泛出露了具有岡瓦納古陸特征的古老巖系。但是，到了中生代，它們分道揚(yáng)鑣，中區(qū)地殼活動劇烈，南區(qū)仍保持相對穩(wěn)定。中區(qū)成為從岡瓦納古陸分離出來的陸塊，南區(qū)成為岡瓦納當(dāng)時(shí)的北部邊緣地區(qū)。南區(qū)和中區(qū)之間的蛇綠巖和深海沉積帶時(shí)代較新，相當(dāng)于阿爾卑斯和雅魯藏布江的蛇綠巖帶，代表了中生代的海洋環(huán)境，即休斯最早指出的特提斯海。然而，北區(qū)和中區(qū)之間，在伊朗西北部等地還發(fā)現(xiàn)了另外一套由時(shí)代較老的蛇綠巖和深海沉積物組成的帶，代表了晚古生代的海洋環(huán)境，這是古老的特提斯海的蹤跡。這樣，中亞有了兩套時(shí)代和地域都不相同的特提斯海的殘片。斯托克林把中生代的海洋改稱為新特提斯，將晚古生代的海洋命名為古特提斯。

隨后，在西亞及相鄰的南歐地區(qū)也有了新的進(jìn)展。這個(gè)地區(qū)的北部是陽光明媚、景色宜人的黑海濱岸地區(qū)，遠(yuǎn)古神話中的基梅里人生活在這里的山水之間。休斯和隨后的斯蒂勒等地質(zhì)學(xué)家很早就注意到那里的中生代造山帶，并又一次把神話故事和地質(zhì)科學(xué)雜糅在一起，把這些造山帶命名為基梅里造山帶。

土耳其年輕的地質(zhì)學(xué)家辛格受到斯托克林工作的啟發(fā)和鼓舞，在考察基梅里造山帶時(shí)從中發(fā)現(xiàn)了一系列代表古特提斯海的蛇綠巖和深海沉積物，情況和中亞驚人的相似：古特提斯海在北面、新特提斯海在南面，兩者之間是從岡瓦納古陸分離出來的大陸塊。它和中伊朗相連，組成了長條狀的微大陸。辛格推而廣之，把這個(gè)中間微大陸命名為基梅里大陸。他又因勢利導(dǎo)，總結(jié)了特提斯海的演化歷史：

第一階段，古生代，岡瓦納古陸的北側(cè)發(fā)育出了古特提斯海，它就是聯(lián)合古陸向東開口的赤道海灣。

第二階段，岡瓦納北緣分裂出基梅里大陸。在它北移并做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，一方面本身分解為數(shù)個(gè)碎塊，陸續(xù)和勞亞古陸碰撞，使古特提斯海消亡，形成基梅里造山帶；另一方面，在它的南側(cè)和岡瓦納古陸主體之間產(chǎn)生新的海洋，即新特提斯。

第三階段，岡瓦納進(jìn)一步解體，分離出非洲和印度等，印度半島和歐亞大陸會聚碰撞，新特提斯海又消亡，形成了阿爾卑斯和喜馬拉雅山系。

特提斯海研究工作在亞洲的突破，攻克了板塊構(gòu)造學(xué)說帶來的難題，獲得了新的活力。特提斯女神不負(fù)苦苦尋覓她蹤跡的科學(xué)家，逐漸展示她的真面目。但是，下一步等待我們的又是什么呢？