2.5億年后，地球上也許只有一個大陸

克里斯·巴拉紐科+王坤云

一個超級大陸正在形成，它會合并地球上的主要陸地，這意味著你可以從澳大利亞走到阿拉斯加，或者從巴塔哥尼亞走到斯堪的納維亞——但形成的時間大約是2.5億年。這樣的過程在科學上被稱為“終極盤古大陸”，你也許更喜歡稱之為“下一個大事件”。

克里斯多福·史考提斯，是伊利諾伊州埃文斯頓西北大學的教師。地球上的大陸在活動這一事實，對他很有誘惑力。他在思考這樣的問題：這些大陸在過去是怎樣排列的，它們在將來會怎樣分布。

“5000萬年后，澳大利亞將會和東南亞碰撞合并成更大的大陸，”他說，“非洲會推動南歐大陸，而大西洋會比今天更寬闊。”

為了使這些細節具體化，史考提斯創作了一個動畫來說明他的預測。

當然，他也承認，對5000萬年后的事情進行預測，包括他的終極盤古大陸，都僅僅是推測而已。

地球的大陸位于板塊之上，這些板塊以不同的速度移動。一些板塊以每年30毫米的速度移動，另外一些板塊的移動速度可能是這個速度的5倍。這兩個速度分別是人類指甲和頭發生長的速度。

現在，板塊運動可以用埋在地下的衛星定位儀跟蹤。但我們知道，在這種技術沒有發明之前，人們已經知道板塊在很久以前就開始移動了。怎樣移動的呢？這些板塊如此巨大、移動得如此緩慢，我們又是怎么意識到自己站在巨大的、移動的板塊上的呢？

大陸在移動這個觀點可追溯到幾個世紀前，但是第一次有人拿出重要證據支持這個觀點是在100年前，是德國地球物理學家阿爾弗雷德·魏格納。

對很多地質學家來說，大陸漂移只是一個沒有確鑿證據的奇思異想。

阿爾弗雷德·魏格納注意到：即使被大洋隔開，不同大陸上的動植物化石仍有明顯的相似性。這意味著這些化石物種活著的時候，這些大陸是相連的。

而且，當魏格納看地圖時，發現南美和非洲就像兩塊巨大的拼圖——它們能拼成一體。這真的是巧合，還是幾百萬年前它們是相連的，只是后來漂移開了？

魏格納理論的精髓是：大陸漂移。但很少有人喜歡它。

事實上，對當時的很多地質學家來說，大陸漂移就是一個沒有確鑿證據的奇思異想。巨大的大陸究竟如何移動的呢？

魏格納無法提供令人滿意的解釋。他于1930年去世，但是他的觀點一直存在，20年后即將得到證實。

揭開這個理論真相的關鍵性奧秘，在這些移動的大陸上找不到，它們都藏在海底。

巖石的側向運動最終可以解釋為什么大陸自己會移動。

瑪麗·薩普和其他一些人最早意識到：不僅陸地上，海洋里也有山脈和巨大的山谷。早在20世紀50年代，薩普等人繪制了一個巨大的水下山脈，寬度只有幾千米卻綿延幾千千米，就在大西洋中心的海底蜿蜒。

相似的山脈也存在于其他海洋的碧波之下，因此被命名為“洋中脊”。這一發現有助于扭轉地球表面如何形成的思潮。

哈雷·赫斯，美國地理學家，“二戰”潛艇指揮官，他認可洋中脊潛在的重要性。

在戰爭期間，赫斯使用聲吶詳細地繪制了洋底的一些區域。他發現海底地形根本不像多數地質學家認為的那樣平坦、毫無特色。

洋中脊的發現符合他正在形成的一個觀點，即洋底是慢慢不斷更新的。他認為熱巖漿沿著洋中脊涌出，然后冷卻成巖石。然后，隨著更多的熱巖漿涌出，冷卻了的巖石就被推到山脊側翼，為新巖石騰出地方。

這種垂直于洋中脊的巖石的側向運動，最終可以解釋大陸自身為什么會移動：沿著洋中脊涌升的巖漿把大陸推開。

他的理論被稱為“海底擴張”。一開始其他地質學家仍持懷疑態度，但是海下的其他特征提供了更多的線索，所以輿論的潮流逐漸支持赫斯的觀點。

這確實是推動大陸的力量的最好證明。

地球上的許多巖石含有磁性礦物。在巖漿凝固成巖石之前，這些礦物可以像微小的指南針一樣旋轉，并與地球磁場保持一致。冷卻后，這些“指南針”就被凍住了。

加拿大地質學家勞倫斯·莫利和英國地質學家弗雷德里克·藤和德拉蒙德·馬休斯認為，這種校準過程為海底擴張提供了更多證據。

地球磁場經常翻轉，這種翻轉過程表現在構成海底的巖石中。它呈“條紋狀”排列，正常極性和反向極性以長條狀存在，與洋中脊平行。

要解釋這一點，最佳途徑是通過海底擴張。

大洋中脊熱熔巖中的磁性礦物與地球磁場一致，然后在熔巖冷卻時凍結。巖石形成后，從洋中脊的兩側向下移動，遠離山脊，它記錄了地球磁場幾千年里的變化。研究這些記錄的學科被稱為“古磁學”。

這個觀點也解釋了為什么山脊兩邊的條紋通常都是彼此的精確鏡像。巖石通常以同樣的速度從大洋中脊向兩側運動。

這確實是推動大陸的力量的最佳證明。地質學家現在承認，赫斯和他之前的魏格納的設想是正確的：地球的地形在不斷變化。

“這就像一個大湯鍋，”蘇珊·霍夫說，她是美國加利福尼亞州地質調查局的地震學家，“這些板塊就像湯上面的點點湯皮。”

這些板塊永遠處于戰爭狀態，在地球表面爭奪陣地。

地殼和上地幔之間有兩層，即巖石圈和軟流圈。巖石圈是堅硬的、地殼較冷的部分，包括板塊本身；在軟流圈有熔化的巖石向巖石圈移動，有時沖破大洋中脊。

腳下的地面不像想象中那么堅固，所有這些對流和機械活動都能促使板塊移動，它們會發生碰撞、滑過另一板塊或分離。一些板塊甚至俯沖到相鄰的板塊下面被埋葬，它們的巖石被“回收”到地球內部。

這些板塊永遠處于戰爭狀態，在地球表面爭奪陣地。

我們知道板塊一直在移動，但是怎樣才能繪制出它們以前所處的位置呢？史考提斯制作了一個動畫，來展示被認為是7.5億年前的大陸運動。

他說：“這有點像CSI（犯罪現場）調查。”你必須使用所有的證據來講述這個故事，因為沒有目擊者，沒有攝像機。”

盡管面對挑戰，史考提斯仍然說，我們有信心得到7000萬年前的情況。這是因為我們可以準確地追蹤海底擴張的進程，從而找出大陸曾經的位置。在海底，有不同類型的地質記錄，讓我們看到更久遠的過去。

不僅僅在南美洲發現中龍化石，在非洲也有。

史考提斯以珊瑚礁古化石為例。三四億年前，現在的北非正越過極地到達熱帶。

“如果仔細看，你可以清楚地看到它何時穿過這個邊界，由冷的半球到達暖的半球，”史考提斯說，“所以珊瑚礁首次出現在這個區域，并開始在這些碳酸鹽臺地上生長。”

事實上，化石是一個非常重要的證據領域。當然，最初也是這個給了魏格納信心。

中龍，與今天的鱷魚沒有什么不同，一種淡水爬行動物，長著長而有力的顎，生活在3億至2.7億年前。

奇怪的是，人們不僅在南美洲發現了中龍化石，而且在非洲也有發現。它是一種淡水動物，永遠不可能游過大西洋在兩個大陸上聚居。那么，它的化石為何出現在浩瀚海洋的兩端呢？

答案很簡單：3億年前，沒有大西洋，這兩個大陸是連在一起的，中龍也從來沒有游過那么遠的距離。

事實上，中龍活著時，它在兩個大陸的任何兩點之間爬行都是可能的。

在3億年前，古代的磁記錄變得更加零散。

史考提斯推測說，自現在起2.5億年后會再次出現“終極盤古大陸”，所有的陸地都將連接起來，構成超級盤古大陸。

其他化石分布也記錄了古代盤古大陸的存在，例如水龍獸。這是一種巨大的食草動物，在非洲、印度，甚至南極洲都發現了它的化石遺跡。

比如舌羊齒這種植物，它是木本灌木，高30米。它的化石有助于證實：在過去某個時期，今天所有的大陸是擠在一起的。

舌羊齒的化石已經在南美洲、非洲、南極洲，以及印度和澳大利亞發現。重要的是，這種植物的種子比較重，不可能漂流到或是被風吹到其他陸地上。在超級大陸上，其種子可以通過土地散播，這被認為是唯一可信的解釋。

然而，所有這些證據都有其局限性。3億年前，古老的磁性記錄變得更加零碎，因此很難找到大陸活動的確鑿證據。史考提斯說，在5億年前，化石記錄也不詳細。

對于預測未來會發生什么，史考提斯認為首先要看現在的板塊是如何移動的，然后推斷隨著時間的推移它們會怎樣運動。這是預測的最簡單的方法。但是，他補充說，經過幾百萬年的發展，很難說一些地質事件不會使板塊運動發生無法預測的變化。

板塊構造給我們帶來了山谷和巨大山脈，以及地震和大陸邊界。

史考提斯說：“在板塊構造中，板塊進化緩慢而穩定，直到某個板塊構造的災難出現。例如大陸碰撞，它會從根本上改變板塊構造體系。”

至于1億年后大陸將如何分布，現在的各種統計模型有助于提供一系列的可能性。但迄今，沒有人清楚這些模型有多準確。

盡管如此，推測是一件有趣的事，它有助于我們更清楚地意識到地球是一個活躍的、充滿活力的星球——它的面貌在不斷變化。板塊構造帶來了山谷和山脈，以及地震和大陸邊界。關于它們如何運動，還有一些未解之謎。

大陸確實移動了，而且從來沒有停止過。

霍夫指出，我們仍在調查為什么喜馬拉雅山脈北部的青藏高原海拔那么高。

此外，我們對其他行星的板塊構造的認識極其有限。事實上，我們最近才發現了一些證據，證明火星和木星的衛星（木衛二）上有板塊構造活動。

霍夫說：“你會遇到一些有趣的問題。例如，我們生活在一個構造活躍的星球上，這是巧合嗎？或者構造活躍對生命的出現很重要嗎？”

現在，謎團還不少。但是，板塊構造無疑對地球上生命的發展和散播具有重要意義。我們腳下土地移動的秘密，在很大程度上已經被揭示出來了——主要是在過去的50年內。

很長一段時間，我們認為沒有什么比腳下的地球更穩定，但現在我們知道魏格納基本上是對的。大陸確實移動了，而且從來沒有停止過。