大陸漂移假說與板塊構造學說

安可霞

1910 年， 德國地球物理學家、氣象學家阿爾弗萊德·魏格納偶然發現大西洋兩岸的南美大陸和非洲大陸的海岸線非常相似， 一個驚人的想法在他心中產生： 難道它們曾經是一個統一的整體， 究竟是什么力量把它們分開的呢？ 經過反復觀察后， 他還發現北美大陸、格陵蘭島和歐洲大陸輪廓正好也可嵌合在一起。

魏格納堅信這些決不是巧合， 于是從地質學、古生物學、古氣候學等角度進行了科學的研究、推敲。經過實地考察，魏格納認為： 大陸原先是相互連接在一起的一個整體， 它的周圍是一片汪洋， 后來經過兩億多年的分裂漂移， 才形成現在的海洋和陸地。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， 堅持為他的理論搜集證據。此后， 他又兩次去格陵蘭島考察， 發現格陵蘭島相對于大陸依然有漂移運動， 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，他認為現在的美洲、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， 魏格納全面系統地闡明了自己的觀點， 這標志著偉大的大陸漂移假說正式誕生了。

然而， 由于受到當時科學發展水平的限制， 大陸漂移假說僅得到氣候學家和地理學家的首肯。1930 年10 月30 日， 魏格納因疲勞過度， 心臟病猝發而去世。隨后， 大陸漂移假說似乎也銷聲匿跡了。又過了20 多年， 地球物理學等學科的許多研究成果， 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燃了。這是因為， 大陸漂移假說是一種能夠解釋包括古生物、古氣候、古地質構造等學科眾多疑問的理論。

板塊構造學說由大陸漂移假說發展而來， 并成為20 世紀地球科學的主流。20 世紀60 年代， 板塊構造學說認為： 由巖石組成的地球表面并不是一個統一的整體， 而是由板塊組合而成。法國地質學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力的問題。赫斯等人將理論進一步發展， 提出了海底擴張說。大陸漂移假說和海底擴張說為板塊構造學說打下了堅實的基礎。

2001 年5 月， 在河北東部山區距長城幾千米的地方， 北京大學地質學博士李江海和其他研究人員發現了地球上年代最久遠的的海底巖石。經權威機構鑒定， 這些有著豆狀深色斑紋的巖石距今已25億年， 是在海底板塊擴張過程中形成的。這一發現表明， 板塊構造運動可上溯至 25 億年前， 即地球最早的地質年代——太古代。

板塊構造學說認為板塊之間的交界處是板塊運動最為活躍的地帶， 經常會發生火山噴發、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， 就是因為它處在太平洋板塊、亞洲東部板塊和印度洋板塊的交界點， 三大板塊不斷碰撞擠壓， 使該地區火山、地震頻繁發生。假如是兩個堅硬的板塊相碰撞， 兩個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動呢？ 板塊學說認為， 這主要是地幔深處的熱對流現象和海底擴張運動引起的。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 個大氣壓左右。地幔物質像鐵爐里的鐵水一樣為火熱的漿狀物質， 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動。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， 這些板塊都能獨立運動， 它們主要呈水平方向運動， 總有一天會相遇， 并相互碰撞擠壓。當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。地幔物質上涌、冷凝、生長出新的洋底巖石圈并添加到兩側分離的板塊邊緣所在， 稱為生長邊界。兩個相互碰撞穿插消亡的板塊， 稱為消亡邊界， 如喜馬拉雅山。兩個相互剪切滑動的邊界， 稱為守恒邊界。板塊構造學說解釋了地震、火山、造山作用的成因， 闡明了地質學中的許多概念， 是地球科學領域中的一場革命。

總之， 板塊運動像一只看不見的手， 控制著地球的外貌形態， 讓地表以復雜多姿的面貌出現在我們的面前。