兩極由來與大陸漂移

地球為什么會有兩極呢?這首先是由于地球自轉的結果，自轉著的地球，就像是一個陀螺。陀螺有一個極其重要的特性，就是一旦旋轉起來，其轉動軸的方向將永遠保持不變。正是由于地球自轉軸的方向永遠保持不變，所以地球在公轉時，才能總是以赤道對著太陽。因為赤道地區陽光直射而兩極地區陽光斜射，因而才有熱帶、溫帶和寒帶之分，因而才有兩極，至于一年四季變化和極晝極夜現象，則是由于地球的自轉軸與其軌道平面成23.5度角的緣故。

但是，在地理景觀上，南極和北極是截然不同的。南極是大陸，北極是大洋，這又是為什么呢?

科學并不神秘，恰恰相反，在我們司空見慣的生活中，往往就包含著極其深刻的科學道理，在中世紀的地理大發現之后，當人們終于把各大陸的輪廓比較準確地繪制到地圖上時，便看到了一個極其有趣的事實，即大西洋兩岸的陸地凹凸對應，大小一致，就像是一張報紙被撕成了兩半。然而，也許是熟視無睹的緣故，雖然許多人都注意到了這一現象，卻沒有把它當成一回事，

實際上，早在1620年就有人提出過，根據大陸的形狀來看，南北美洲有可能曾經和非洲及歐洲大陸連接在一起，當然，這只是一種猜測，并沒有實際資料作依據，也就沒有引起人們的關注。到了19世紀末期，由于地質資料愈來愈豐富，有人又重新提出這一問題。例如，奧地利的地質學家休斯，注意到南半球各大陸上的巖石非常一致，地層也非常接近，因而大膽地將它們拼湊在一起，構成一塊單一的大陸，并稱之為岡瓦納古陸，進入20世紀以后，地球科學的積累達到了從量變到質變的程度，人們的觀念正面臨著一場新的變革，魏格納順應時勢，再一次舉起了大陸漂移這面旗幟，

魏格納，1880年11月1日出生在德國。他長大之后成了一名氣象學家，但卻對地質和地球物理學有著濃厚的興趣，1912年，魏格納在一次演講中，例舉了大西洋兩岸多得驚人的化石、巖層和地質構造的相似性，說明它們有著親緣關系。他認為，大西洋兩岸的大陸，就像是一塊撕成兩半的報紙，當把它們重新拼在一起時，上面的字跡就能一一對應，原來的能讀出來。1915年，魏格納發表了他的名著《大陸與海洋的起源》一書，正式提出了大陸漂移的假說，在地質界引起了軒然大波，一直爭論了半個多世紀。爭論的焦點，就是力源問題，要使如此巨大的大陸塊體沿著水平方向發生漂移，沒有一種相當巨大的能源作動力，是絕對不可能的。魏格納認為，既然地球的物質在重力(即引力)的作用下能夠發生垂直流動，那么，在水平力的作用下，同樣也應該能夠沿水平方向移動。但是，垂直力源(重力)無處不在，水平力到哪里去找呢?而在魏格納的時代，由于條件所限制，這種力量是無論如何也想象不出來的。這就是大陸漂移學說難以為人們所接受的最根本的原因。盡管如此，魏格納對此卻堅信不移。

直到20世紀50年代初期，海洋地質學家在研究洋底地形時發現，所有大洋的中部都有一條連綿不斷的海底山脈，長達數萬千米，人們把這海底山脈叫做大洋中脊。測定了大洋中脊大量巖石標本的絕對年齡以后，科學家們驚奇地發現，所有的大洋中脊都很年輕，都是在大約1.35億年以前開始的白堊紀之后形成的。后來，人們在測定大洋中脊兩側巖石標本的絕對年齡和磁性時，又發現了一個更加奇怪的現象，即從中脊往外，巖石的年代越來越老，而巖石的磁性則成明顯的條帶狀，而且兩邊是對稱的。經過精心研究和對比，人們恍然大悟，由于地幔對流的結果，下面的物質正在沿著大洋中脊上升，從而把大洋中脊兩邊的海底板塊持續不斷地往兩邊推移。科學家據此提出了海底擴張的假說。而海底擴張，正是大陸漂移的原動力。長期困擾人們的力源問題，終于迎刃而解了，魏格納的學說在被譏諷和嘲笑了幾十年之后，終于取得了決定性的勝利。

現在，地質學家們普遍認為，在2億年以前，地球上所有的大陸都是連在一起的，魏格納當時把這塊聯合大陸稱為潘加(希臘語，即所有的大陸)，亦稱“聯合古陸”。后來由于地幔對流，這塊超級古大陸一分為二，北面的一塊叫做勞亞古陸，南面的一塊就是岡瓦納古陸，這就是所謂的板塊運動。再后來，這兩塊古陸也相繼四分五裂，前者形成了北美洲和歐亞大陸，后者則分裂成南極洲、非洲、南美洲、大洋洲、新西蘭和印度次大陸。

最近幾年，通過全球性陸地和海洋地質及地球物理的綜合研究，特別是對南極大陸的考察和研究，人們對于大陸漂移和岡瓦納古陸的解體過程，逐漸有了清晰的認識：

在3.5億年以前，地球是寒冷的，聯合古陸南部的大部分都為冰雪覆蓋，到大約2.8億年以前，地球開始轉暖，溫帶的氣候從南緯40度一直延續到南極，那時的南極大陸長滿了茂盛的闊葉林。到2.2億年以前，地球上出現了陸棲和水陸兩棲的爬行動物。從1.9億年以前開始，地球進入了一個強烈的火山活動的高潮期。100萬年以后，即地質上的三疊紀末期，聯合古陸北半的勞亞古陸和南半的岡瓦納古陸開始分離。差不多與此同時，這兩塊古陸本身也開始解體。又過了6500萬年，大約在1.3億年以前的侏羅紀末期，北大西洋和印度洋大規模地張開，北美洲和歐亞大陸開始分開，非洲和澳大利亞開始分離。由于裂谷的產生，南大西洋開始形成。大約在7500萬年以前，印度板塊與歐亞大陸相撞，喜馬拉雅山開始隆起。到大約5000萬年以前，澳大利亞和新西蘭開始分離，南極大陸開始緩慢地往南移動，逐漸到達它現在所在的位置，從大約3500萬年以前開始，南極周圍的海洋開始變冷，海岸地區的森林減少。到2000萬年以前，南極大陸又重新為冰雪所覆蓋，并且與其他大陸完全脫離，形成了現在的格局。這次形成的大冰蓋，一直延續到現在。也就是說，現在的南極冰蓋，已經有2000萬年的歷史了。大約500萬年以前，南半球的氣候變得更加寒冷，在冬季，大洋里的浮冰往北一直延伸到南緯45°左右。奇怪的是，在這期間，地球上的氣候是不對稱的，北半球相當暖和，以至北極地區是一片無冰的海洋。直到250萬年以前，北極地區才開始結冰，成為名副其實的北冰洋。而且有跡象表明，在那之后，北冰洋里的冰蓋似乎還曾經消融過。

這就是南北兩極的由來及其地質演化史。

有意思的是，無論是從面積上還是從形狀上來看，北冰洋和南極洲都是極為相似的。例如，北冰洋的面積為1470萬平方千米，而南極洲的面積則為1405萬平方千米，在北極，除了狹窄的白令海峽之外，北冰洋只有一個出口與外界大洋相連，那就是格陵蘭與挪威之間的大西洋海淵。而在南極，南極大陸也有一個唯一的犄角與外界大陸遙遙相對，那就是南極半島，不僅如此，這兩個一凹一凸的地理單元，在高低起伏上也有明顯的對應之處。例如，南極有一條高高的山脈橫穿大陸，那就是橫貫山脈，而北極則有一條深深的海溝橫在海底，就是北極海溝。北冰洋的平均深度為1280米，而南極洲的平均高程則為1830米。南極洲最高的山峰，是在南極半島根部的文森峰，海拔高程為5140米；而北冰洋最深的地方，則正好是在其海淵出口的頂端，深達5608米，也就是說，南北兩極不僅其最高點和最低點的海拔數值大體相似，而且其所在的位置也一一對應，因此，如果我們用一把巨大的鏟子，將南極大陸沿海平面以上250米左右地方鏟下來，然后翻轉過來，小心翼翼地扣到北冰洋里去，那么，地球的兩極則將變為海拔250米左右的平地。人們把這種高低相反、一一對應的關系叫做對蹠關系。看上去，宇宙似乎存在著一種巨大的壓力，不僅把地球壓成了一個扁球體，而且還把其頂部壓出了一個大坑，那就是北冰洋。而大坑中的物質，則在底部凸現了出來，就是南極洲。這一過程，就像是壓模似的，至于是什么原因，則仍然是一個謎。

[責任編輯] 蒲 暉