大陸是怎樣漂移的

歐陽軍

地圖上的發現

事情要從20世紀初開始講起。

找一幅世界地圖，仔細研究一下各大洲的形狀，你可能會發現大西洋兩岸的海岸線非常相似。如果我們做一番拼圖游戲，把大西洋兩岸的海岸線拼在一起，將巴西東端的突出部分嵌進非洲西岸的幾內亞灣，那么，整個巴西海岸同非洲西岸正好吻合，中間不會留下多少空隙。盡管地圖早就有了，可對這樣一個“巧合”，過去卻很少有人注意。一直到1910年，有個叫魏格納的德國氣象學家才偶然地發現了這個“奇跡”。這個發現激起了他濃厚的興趣，他下定決心要將這個問題探索到底。

經過兩年緊張的深入研究和考察，魏格納在1912年提出了一個大膽的假說。他提出：在古代，地球上只有一整塊陸地。后來，這塊大陸像浮冰一樣在海上分裂漂移，才逐漸形成現在的各大洲。1915年，他又收集了大量地層構造、古生物地理、古氣候等方面的證據，對大陸漂移問題作了系統的論述，寫成了著名的《海陸的起源》一書，提出了完整的大陸漂移說。

大陸漂移說的提出在地學界引起了轟動。傳統的地球構造學認為，地殼運動主要是垂直升降運動，海陸的相對位置是固定不變的。魏格納的大陸漂移說居然認為地殼有大規模的水平運動，大陸像船一樣可以漂浮活動，這自然就遭到了許多正統學者的反對。由于當時科學條件的限制，魏格納對大陸漂移的方式和動力沒能作出圓滿的解答，因而，隨著1930年魏格納的過早逝世，大陸漂移說在根深蒂固的傳統勢力圍攻下漸漸衰落了。

不斷擴張的海底

不管人們承認與否，大陸畢竟是在漂移著的。1960年，一批英國地球物理學家根據他們對古地磁的研究，獨立證實了大陸曾經漂移，而且得出的漂移軌跡與當年魏格納的推斷相當吻合。1965年，又有人用電子計算機比較大西洋兩岸大陸坡的等深線，結果得出了拼合得幾乎完美無缺的圖形。古地磁的研究和大陸坡邊界線的巧妙配合，給沉寂多年的大陸漂移說注入了新的生命力。大陸漂移說開始復蘇了。

20世紀60年代初，美國學者從大陸漂移說首創的地殼水平運動的觀點出發，進一步提出了海底擴張說，從而為大陸漂移說提供了新的機制和最強硬的證據，使地殼水平活動說在與固定說的對抗中最終取得了壓倒性優勢。

早先，人們一直以為海底是比較平坦的。直到20世紀初發明了回聲測深法后，海洋學家才發現海底也是坎坷不平的。50年代中期，人們通過對各大洋的超聲波全面測深，發現全球各大洋的洋底都貫穿著一條連續延伸的海底山脈，稱為洋中脊。各大洋的洋中脊首尾相接，逶迤不絕，總長達64 000千米，相當于繞地球一圈半還多。沿洋中脊的軸部，有一條斷裂谷把洋中脊劈開。這種中央斷裂谷在各大洋中脊有著廣泛的分布，被稱為全球性裂谷系。除了海底的山和谷，在大洋邊緣的海底還有好多條又深又陡的狹長海溝，其中最深的馬里亞納海溝最深處達11 000米，是世界上最深的地方。地球上最強烈的火山、地震差不多都分布在海溝附近。此外，人們還發現，洋底的年齡竟然比海洋本身年輕得多。這是用傳統的觀點無論如何都無法解釋的怪現象。

面對這種種新的發現，海底擴張說提出：大洋的洋底是地殼底下的地幔物質涌出形成的。洋中脊和裂谷系就是地幔物質上升的涌出口，涌出的地幔物質冷凝成新的海底，并推動已形成的海底向兩側擴張。在不同海區，海底擴張可以有兩種情況：一種情況是擴張著的洋底同時把兩側大陸連同其相鄰的海底一起推開，隨著新海底不斷生長，新生的大洋不斷張開，兩側的大陸逐漸漂移遠離。現在的大西洋就是在海底擴張作用下，在不到兩億年的時間內生成的。另一種情況是，當洋底擴張到達海溝處，便向下俯沖，重新回到地殼深處去。這時，洋底并不推動相鄰大陸向兩側漂移，而是自己不斷地更新。如太平洋的洋底就處在不斷新生、擴張和俯沖潛沒的過程中。根據太平洋洋底擴張的速度計算，只需兩億年左右的時間，全部洋底就可以更新一次。

按照海底擴張說，整個地球就像一頭張著兩張血盆大口不斷吞吐著腹中物質的怪獸：一張大口是沿著洋中脊頂部延伸的全球性裂谷系，它不停地吐出新的海底；一張大口是幽深狹長的海溝，它不停地吞吸著老的海底。

由于海嶺是老的海底重回地殼深處的地方，地殼的運動和相互碰撞劇烈，很不穩定，所以絕大部分的地震和火山都集中在海溝附近；由于海底在不斷更新，所以它的年齡自然要比海洋本身年輕得多。海底擴張說簡單明了地解釋了傳統觀點難以解釋的問題。

海底擴張說提出后的短短幾年內，海底磁異常、洋中脊轉換斷層和深海鉆探等方面的研究工作相繼取得了卓有成效的進展，為海底擴張說提供了有力的定量證據。因此，到了1967年，海底擴張說在地學界取得了完全確立的地位。

由于海底擴張的概念最終打破了海陸位置相對不動的傳統觀點，固定的大陸成了漂移的陸塊，局部的具體的地質現象被歸納到全球的演化模型之中，因此，越來越多的人開始承認，大陸漂移說和海底擴張說的興起帶來了一場“地球科學的革命”。

令人陶醉的學科革命

這場革命并沒有到此為止。之后，大陸漂移說和海底擴張說又被進一步引伸和發展，出現了板塊構造說。

板塊構造說認為，地球表面是一層平均為70～100千米厚的巖石圈。巖石圈之下，由于溫度和壓力的增高，地球物質變軟熔融，形成了一層可以流動的軟流圈。巖石圈很硬，它沿洋中脊、海溝等處被分割成若干巨大的板塊，如太平洋板塊、歐亞板塊等。板塊很大，既包括陸地，也包括海底。它們漂浮在軟流圈上，隨著軟流圈物質的對流而不停地漂移著。

板塊構造說是一種神奇的理論，它能解釋和說明許許多多問題，簡直像一件不可言喻的法寶。

板塊構造說不僅能解釋大洋是怎么形成的，洋底為什么有極為壯觀的海嶺和海溝，洋底為什么如此年輕，而且能解釋喜馬拉雅山為什么隆起，日本為什么有很多火山，希臘、意大利發生強烈地震為什么要到北非大陸去找原因。板塊活動為金屬礦藏提供了不盡之源，還為石油的生成和儲集提供了很有利的條件，給人類帶來了上千億噸的石油。板塊構造說可以說明為什么在氣候寒冷的阿拉斯加和北海居然盛產石油和天然氣，在冰封的南極地區竟也埋藏著煤層，指導人們到哪兒可以開采到礦藏。生物學家對板塊構造說也會產生興趣，因為正是板塊活動促進了生物的演化，明確地說明了不同大陸之間的生物為什么會有親緣關系。板塊構造說的出現，使我們發現了許多奇特的事實。

目前，南美洲的亞馬孫河是發源于南美洲最西緣的安第斯山脈，向東注入大西洋。可是，在南美洲與非洲相連的古代，亞馬孫河卻發源于非洲，向西流入太平洋。板塊活動造就了安第斯山脈，使亞馬孫河水倒流了。甚至，連螃蟹的橫行也同板塊活動有關。

在地學領域，還沒有哪一種綜合性理論能如此簡單明了地解釋如此眾多的事實。難怪現在絕大多數的地球科學家都倒向了板塊構造說，為之心醉神迷。

善知過去未來的學說

板塊構造說還有一個獨特之處，那就是它具有一定的預測和定量的性質。

根據洋底磁異常的測定，可以推出洋底的年齡。根據洋底年齡，可以測算出板塊的擴張速度。根據板塊的擴張速度和已知的板塊運動規律，可以對板塊運動的全球圖像作出定量的描繪。通過巖石古緯度及古地磁極位置的測算，對于大陸漂移的幅度和速度也可以作出某種定量的描繪，從而更進一步推論出幾億年前的過去，預測幾億年以后的將來，可謂是善知過去未來。本文開頭的論斷就是這樣推算出來的。

我們還可以在更大的時間范圍里看看我們的地球：如今的七大洲是由古代的聯合古陸分裂、漂移而形成的，而聯合古陸也并不是自古就有，是由若干相互分隔的大陸逐步碰撞、“焊接”起來的。在古生代，歐洲、北美、西伯利亞等都是獨立的板塊。大約四億多年前，北美和歐洲相遇，“焊接”成歐美大陸，大約在兩億多年前，非洲和北美相碰，歐洲和西伯利亞相撞，這樣才大體形成了聯合古陸。在此之前，原始中國大陸也曾經一度是游離于其他大陸之外的孤立地塊。

再說將來，有朝一日，“喜馬拉雅山海拔將超過10 000米”，“紐約、波土頓這些地方有可能形成火山”，“太平洋將失去‘世界第一大洋的桂冠，最后可能完全消失。亞洲大陸和美洲大陸‘焊接在一起，在它們之間將升起一座無比宏偉的山脈，中國成為一個內陸國家，而在另一些地方又會形成新的大洋。整個世界的海陸山川將面目全非”……

總之，隨著海底擴張被證實，板塊構造說被接受，地球科學正出現一個嶄新的局面。在人們的心目中，地球的各部分不再是靜止的、孤立的，而是有生有滅，運動不息，充滿了無窮的活力。

一個多世紀以來，大陸漂移說從誕生、衰落到復蘇，再到新漂移說——海底擴張說和板塊構造說的興起和發展，經歷了一個肯定、否定、否定之否定的過程。如今，雖然新學說還存在這樣那樣的難題，如板塊活動的動力來源、板塊活動的許多具體作用過程還有待進一步研究探索，但是，我們已經有很多證據可以證明大陸確實是在漂移。新學說涉及的領域是如此的廣泛，得到的研究結果又是這樣的令人振奮，對地球科學產生了極其深遠的影響。