吳品潁
摘要:德國科學家魏格納提出了大陸漂移學說。認為輕的硅鋁質大陸漂浮在重的硅鎂層洋殼之上,并在其上發生漂移;全球大陸在約2億年前曾連接成一體,稱為聯合古大陸或泛大陸,之后泛大陸逐漸破裂、分離和漂移,形成現代海陸的基本格局。主要的證據有大西洋兩岸大陸形態相似,被裂離的大陸古氣候、古化石特征相似,巖石古地磁相似的證據等。近代海底擴張學說的興起,使在大陸漂移學說的基礎上構成了現代的板塊構造學說,而這被認為是地球科學史上的一場革命。
關鍵詞: 大陸漂移;泛大陸;大洋;板塊
在上地理課的時候,老師指著地球儀上的非洲和南美洲對大家說道,這兩個陸塊大約2億年前是同一個大陸,后來由于某種機制裂開后各自漂移,成了現在隔著大西洋的地貌格局。
大陸真的能漂移嗎?課后我和同學進行了激烈的辯論。為了了解這個問題,筆者查找了一些資料,進行了獨自的思考和研究,對這個問題有了更深刻的認識,并高興地將這一知識與同學們進行了分享。
是的,現在我相信,大陸是可以漂移的。
1912年德國科學家魏格納(Alfred Wegener)指出,在侏羅紀(距今約2億年)以前,地球上只有一個統一的大陸,稱為泛大陸,被一個泛大洋包圍。此時泛大陸開始裂開解體,并分開漂移形成目前海陸分布的格局。認為較輕的硅鋁質大陸塊(大陸地殼)漂浮在下層較重的硅鎂質(大洋地殼)上而能位移。實際上,早在公元1620年英國哲學家培根(F.Bacon)和19世紀的德國地理學家洪堡(A.Humboldt)依據對南美洲東岸與非洲西岸形態可以很完美地銜接在一起的特點,就已經提出了類似的思想。
自那以后,科學家經過不斷地研究和探索,逐漸認識到大陸漂移(continental drift)的認識可能是真的:
(1)地質學家們經過地質和構造的研究,認為大陸漂移的過程是這樣的:
大約在2億年前,地球上的泛大陸由北極附近一直延至南極,其周圍則是統一的泛大洋。此時泛大陸開始解體,北部的勞亞古陸和南部的岡瓦納古陸開始分裂,中間為特提斯洋。此后,印度洋陸塊脫離澳大利亞-南極陸塊,南美陸塊與非洲陸塊分裂;此時的印度洋、大西洋擴張開始。到了新生代,因為印度已北漂到亞歐大陸的南緣,兩者發生了碰撞,青藏高原隆起,造成了宏大的喜馬拉雅山系,古地中海東部完全消失了;非洲繼續向北推進,古地中海西部逐漸縮小到現代規模;歐洲南部被擠壓成了阿爾卑斯山系,南、北美洲在向西漂移過程中,它們的前緣受到太平洋地殼的擠壓,隆起為科迪勒拉-安第斯山系,同時兩個美洲在巴拿馬地峽處復又相接。到了6千萬年前,已經出現現代大洋和大陸分布的格局雛形。以后,澳大利亞裂離南極北上,阿拉伯板塊與非洲板塊分離,紅海、亞丁灣張開;形成現代大洋和大陸的分布格局。
(2)大陸漂移的證據
而目前認為大陸漂移的主要證據有:①大西洋兩岸的非洲西岸與南美洲東岸的形狀相似,如果拼接起來,可以成為一個整體,說明過去曾經相連;②南非與南美洲的二疊紀褶皺山系走向相同,地質特征相似,說明曾是同一陸塊;③南美、南非、南澳大利亞和印度南部都存有晚古生代冰川,若將它們合并一處,才能解釋冰川分布規律;而且在這些冰磧層的含煤地層上,均找到有相似特征的舌羊齒植物化石;且兩岸恐龍化石特征也具一致性。證明這些遠離的大陸原來是相連的。④巖石古地磁的證據。科學家通過測定已知時代巖石古地磁,進而推算其古地理位置,結果發現一些大陸的古地理位置與現今位置相差較遠,證明古大陸曾發生漂移。
相關資料表明,當初魏格納提出大陸漂移學說時,大多數地質學家是反對的;當時認為存在的主要問題是:①大陸不可能漂浮。花崗巖(大陸殼或上地殼)的熔點比玄武巖(洋殼或下地殼)低,如果地溫高至玄武巖巖層熔化并容許大陸漂移的程度,而花崗巖卻依然保持固態浮于其上,這不符合物理定律;②大陸能漂移的驅動機制問題。魏格納認為地球自轉的離心力使大陸由高緯度向赤道方向移動,潮汐力同時使其向西漂移;但計算結果證明,其驅動力比所需要的小了好幾個數量級,根本不可能推動大陸漂移。
而現在,之所以又認為大陸漂移學說是正確的或又復活了,資料表明是因為,一是20世紀50年代古地磁學進一步證實大陸確實發生過大規模的漂移;二是近代地球物理學的進展揭示了巖石圈下部存在塑性的軟流圈。海洋巖石圈密度較低,可以浮在塑性的軟流圈之上漂移;三是到20世紀60年代初,引入了海底擴張學說,從而在大陸漂移學說的基礎上構成了現代所謂的“板塊構造學說”。地質學家認為,板塊構造學說的出現是地球科學史上的一場革命。
參考文獻:
[1]海陸的起源,李旭旦譯,1977年,商務印書館。
[2]金性春,板塊構造學基礎,1984,上海科技出版社