滄海桑田的秘密

你聽說過滄海桑田的故事嗎？滄海桑田原指陸地可以變成海洋，海洋也可以變成陸地，比喻世事變化很大。我們可以在喜馬拉雅山上發(fā)現(xiàn)海洋生物的化石，也可以在海底發(fā)現(xiàn)人類活動(dòng)的遺跡。為什么會(huì)存在滄海桑田的現(xiàn)象呢？解釋這一現(xiàn)象的科學(xué)依據(jù)又是什么呢？究其根本，就是我們今天要講到的板塊構(gòu)造學(xué)理論。

一切要從1910年的一天說起。當(dāng)時(shí)，德國(guó)的氣象學(xué)家魏格納正躺在床上養(yǎng)病，百無聊賴中，他被掛在墻上的世界地圖所吸引。魏格納驚奇地發(fā)現(xiàn)，大西洋兩岸的南美洲與非洲的輪廓竟然吻合。這難道是巧合嗎？一個(gè)大膽的想法在這位青年學(xué)者的腦海里萌生出來：南美洲大陸與非洲大陸以前會(huì)不會(huì)是一個(gè)完整的大陸，中間并不存在大西洋，后來因?yàn)槟承┰颍箨懸环譃槎纬闪巳缃竦暮ｊ懛植紶顟B(tài)？帶著這些疑問，魏格納在第二年便踏上了尋找證據(jù)的旅程。

他考察后驚奇地發(fā)現(xiàn)：大西洋兩側(cè)海岸線上山脈的褶皺是一致的，而位于不同板塊的非洲西部和南美洲東部的古老巖石區(qū)，其巖石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造也彼此吻合;非洲南端開普勒山脈的地層與南美洲阿根廷首都布宜諾斯艾利斯附近山脈的巖石也是相對(duì)應(yīng)的……這些發(fā)現(xiàn)使魏格納更加堅(jiān)定了自己的想法。

此前，就有古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)在遠(yuǎn)隔重洋的一些大陸之間，古生物面貌有著密切的親緣關(guān)系。例如：中龍是一種小型爬行動(dòng)物，生活在遠(yuǎn)古時(shí)期的陸地淡水中，它既可以在巴西石炭紀(jì)到二疊紀(jì)形成的地層中找到，也可以在南非的石炭紀(jì)到二疊紀(jì)的同類地層中發(fā)現(xiàn)。而迄今為止，世界上其他大陸上都未曾發(fā)現(xiàn)這種動(dòng)物化石。那么問題來了：生活在淡水里的中龍，是如何游過大西洋的？更有趣的是，魏格納發(fā)現(xiàn)一種生活在歐洲的蝸牛，在大洋彼岸的北美洲也有它們的蹤跡。行動(dòng)緩慢的蝸牛是怎么遠(yuǎn)渡重洋出現(xiàn)在大洋彼岸的呢？

為了解釋這些現(xiàn)象，曾有古生物學(xué)家提出“陸橋說”，也就是在這些大陸之間的大洋中，曾經(jīng)有狹長(zhǎng)的陸地或一系列島嶼把遙遠(yuǎn)的大陸連接起來，生物通過陸橋到達(dá)其他大陸，后來這些陸橋沉沒消失了，各大陸被大洋完全分隔開來。這種觀點(diǎn)被稱為“固定論”，即大陸與海洋是固定不動(dòng)的。這與魏格納的假設(shè)剛好相反，魏格納堅(jiān)信各大陸之間古生物面貌的相似性，并不是因?yàn)樗鼈冎g曾有什么陸橋相連，而是由于這些大陸本來就是連在一起的，到后來才分裂漂移，各奔東西。于是在1912年，魏格納發(fā)表了一篇重要的學(xué)術(shù)論文，里面提出了“大陸漂移說”。隨后他又在1915年出版專著《大陸與大洋的起源》，對(duì)大陸漂移說加以發(fā)展和完善。該學(xué)說指出：地球上所有大陸在中生代以前是一整個(gè)巨大的陸塊，被稱為泛大陸或聯(lián)合古陸，后來由于受到外力作用才不斷分離、漂移，直到形成現(xiàn)在的海陸分布狀態(tài)。但由于當(dāng)時(shí)的科技水平和認(rèn)知水平有限，大陸漂移說也未能正確說明大陸漂移的動(dòng)力機(jī)制，未能提供大陸拼合的最佳方案。而且，大陸漂移說所代表的“活動(dòng)論”與傳統(tǒng)主流思想的“固定論”完全相反，因此魏格納這一石破天驚的觀點(diǎn)立刻震撼了當(dāng)時(shí)的科學(xué)界。當(dāng)時(shí)的主流學(xué)者認(rèn)為魏格納作為一個(gè)氣象學(xué)家，提出這樣一個(gè)具有革命性的地質(zhì)學(xué)假說很難讓人信服，并且拒絕讓他參加相關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議。雖然一開始魏格納處于孤軍奮戰(zhàn)的狀態(tài)，但他的觀點(diǎn)也被一些學(xué)者所接受。就這樣，魏格納和他的大陸漂移說引發(fā)了一場(chǎng)科學(xué)家之間的熱烈討論。

到了20世紀(jì)60年代初，美國(guó)科學(xué)家赫斯提出了“海底擴(kuò)張說”，并從古地磁學(xué)、地球年代學(xué)、地球物理學(xué)和海洋地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域獲得了一系列證據(jù)作為支持。1968年，來自劍橋大學(xué)和普林斯頓大學(xué)的多位科研人員在大陸漂移說和海底擴(kuò)張說的基礎(chǔ)上，通過對(duì)大量資料綜合分析，聯(lián)合提出了“板塊構(gòu)造說”。因此，有人把大陸漂移說、海底擴(kuò)張說和板塊構(gòu)造說稱為“全球大地構(gòu)造理論發(fā)展的三部曲”。