『大陆漂移』·『地幔对流』·『海底扩张』经典说

▼『大陆漂移』

一幅世界地图不知从多少人的眼前掠过，但能够认真读图的有几人？

大西洋两岸的南美东部和非洲西部的轮廊线能够惊人地吻合在一起，是偶然的表象吗？还是有内在的原因？

最先对之产生兴趣和疑问的是英国人弗兰西斯·培根，1620年他提出了西半球南北美洲曾经与欧洲和非洲连接的可能性。1668年，法国人F·普拉赛认为在大洪水以前，美洲与地球的其他部分是相连着的。19世纪末，奥地利地质学家爱德华·修斯注意到南半球各大陆上的岩层惊人的相似，因而将它们拟合成一个单一大陆，并称之为冈瓦纳古陆。

地图只有在奥地利气象学家和地球物理学家阿尔弗雷德·魏格纳的眼里，才能产生出奇迹：1912年，他首先提出大陆漂移的设想：认为古生代时只有一个大陆，称泛大陆。中生代时期，泛大陆开始分裂、漂移，经过漫长的地质历史时期，才形成现在的海陆分布格局。他不顾大多数科学家的反对，于1915年发表《大陆和海洋的起源》，从地球物理学、地质学、古气候学、古生物学等方面全面论述大陆漂移学说的合理性，从地球的粘性、洋底地质、褶皱、断裂及大陆边缘结构等方面探讨了大陆漂移的动力问题。

1930年，魏格纳到格陵兰探险，不幸遇难。由于当时条件下还不能很好地解释漂移的机制问题，而且魏格纳并非职业地质学家，遭到几乎众口一词地反对。大陆漂移理论受到冷落，被人斥为痴人说梦。

在地球自转运动中，陆块在软流圈上作大规模水平运动。由硅铝层组成的较轻的陆壳浮在较重的硅镁层洋壳上，就像冰山漂移在水面上一样。泛大陆的分裂不是以突发性灾变形式出现的，而是经历了很长时间。

从欧洲陆块与北美陆块分离，到澳大利亚陆块与南极陆块分离，持续了约1.7亿年。大西洋两岸的南美和非洲的海岸线惊人的相似，安全可拼合在一起。南美、非洲、印度和澳大利亚在古生代的气候、生物群分布上都很相似，而中生代以后则明显不同。这些都是泛大陆曾存在的明证。

魏格纳认为，大陆漂移的动力机制与地球自转的两种力有关﹕向西漂移的潮汐力和指向赤道的离极力。较轻硅铝质的大陆块漂浮在较重的黏性的硅镁层之上，由于潮汐力和离极力的作用使泛大陆破裂并与硅镁层分离，而向西、向赤道方向作大规模水平漂移。

20世纪50年代中期至60年代，随着古地磁、地震学、宇航观测的发展，一度沉寂的大陆漂移说获得了新生。海底扩张说的提出和古地磁学的建立，为大陆漂移理论提供了有力证据，并为全球板块构造学说奠定了基础。

在科学史上，对新理论的提出者往往被怀有偏见者指责、甚至围攻，试图把真正的科学思想扼杀在萌芽状态，是一种普遍现象。权威们讥讽“魏格纳的归纳太轻率了，根本不考虑地质学的全部历史”，这是“一个漂亮的梦，一个伟大诗人的梦”。

今天没有人再怀疑：

阿尔弗雷德·魏格纳是那个时代最优秀的科学家。而且他有最美的梦。

▼『地幔对流』

一种正确的理论在其萌芽期常常被当作错误抛弃，或是被当作与宗教或所谓“主流”对立的观点而被否定。后期阶段则往往被当作信条来让人接受或膜拜。但无论如何，人们至今还纪念魏格纳的，不是他生前冷遇与死后热闹，而是他毕生寻求真理、勇于探索和不惜献身的科学精神。

20世纪初，魏格纳的大陆漂移说震动了科学界，但是动力问题却一直困扰着人们。究竟是什么力量使大陆分开？又是什么力量使它们在大洋上漂移？大陆漂移似乎需要巨大的、几乎无法想像的动力，它远远超过魏格纳所提出的潮汐力和极地漂移力。

1928年，在一片反对声浪中，英国地质学家霍姆斯发表了《放射性活动与地球运动》一文，提出了“地幔对流”假说，力图为大陆漂移找出新的动力来源。

地幔对流（mantle convection）就是地幔物质在地球内部往返循环构成的热对流。即地幔物质由于放射性物质的蜕变，热量增加，密度减小，体积膨胀，向上运动形成上升热流，向地球表面靠近。到达岩石圈时，向四周扩散分流，转为平流。平流过程中，因热传导而逐渐冷却、变重。遇到另一相向运动的平流而逐渐下沉，形成下降流，再回到地幔深处，重新加热后再度上升。如此循环往复，构成环形对流体。

当地幔上升流遇大陆屏障时，其引张力导致板块撕裂，在洋底处则形成大洋中脊。下降流则拖动板块俯冲和消亡，其积压力和拉力造成海沟、地槽和山脉。20世纪后期板块构造学说建立后，地幔对流被普遍认为是板块运动的主要驱动机制。

地幔对流缓慢进行，对流活动时间漫长，可长达几千万年，甚至几亿年。地幔对流的流动形态不一，热的地幔物质上升减压常常伴随有部分熔融作用。地幔对流可以是从核幔边界上升至岩石圈底部，形成全地幔对流环；也可以是分层对流，即上、下地幔分别形成对流环。这些在近些年地震和地球化学研究得到证实，被地质学家广泛接受，并成为海底扩张、板块移动以及地幔柱形成的重要机制。

究竟是全地幔对流，还是分层地幔对流，是近年来学术界争论的一个焦点。地震学、地球动力学研究倾向于全地幔对流，地球化学研究则支持分层地幔对流。还有些其他混合类模型，如拉瓦登模型等。

地幔物质对流是板块构造以及岩石圈中许多地质活动，如大陆漂移、地震、火山、造山作用等现象的起因。尽管经过多年研究，但到目前为止还不能很好地解释许多板块——地幔系统的某些基本问题。

更有一些不同的声音，认为地幔对流不过还是一种假说。

犹如天文学研究中最热门的大爆炸学说，有人就认为是最大的伪科学。

▼『海底扩张』

1960年，美国普林斯顿大学地质学家哈里·赫斯发表了他所绘制的“海底扩张图”，并提出他对于洋壳（海底）的推断：大洋不是永恒的单元，大陆却是永恒的；大洋底每2亿年会更新一次。由于这个观点新颖、奇特，以致于赫斯在他的著作中把论述的这一章称为“一篇地球散文诗”。他认为，由于海底扩张效应，海底壳层不断地在大陆一边创生，同时又在大陆的另一边消失。这个观点通常被看成板块构造说进一步发展的主要内容，也是我们理解大陆漂移理论的主要基础。第二年，美国海军电子实验室的狄兹也提出了相同的观点，并且把海底地壳的新生和移动直接称为“海底扩张”。

岩浆不断从大洋中间上升，推动洋底向两边运动，处于熔融状态的地幔物质具有极大的能量，不断地从洋中脊的裂缝向上涌出，冷凝固结成新洋壳；再为涌升流所推动，把原来的洋底向两侧对称推移。这样使洋中脊不断地向外扩张，形成一浪接一浪、后浪推前浪的运动方式。由于溶浆不断地涌出和冷却，结果使洋壳不断地沿洋中脊生长，并向两侧不断地推移扩张。其扩张速率大约每年1~5厘米，太平洋底正是以这个速度向两边运动的。整个大西洋宽度的移动距离所需的时间为两亿年。这个数字、可以用来解释许多未知的奥秘。例如，海底钻孔找到的化石标本都未超过两亿年（中生代前后）。而从陆地上发掘出的海生物化石研究表明，这些海生生物可以追溯到二十亿年以前。

当海洋地壳（洋壳）与大陆地壳（陆壳）相遇时，由于海洋地壳密度大，就俯冲到大陆地壳之下，进入地幔逐渐熔化消失，并在俯冲之处形成了深海沟。因而洋底一方面在不断地从洋中脊生长扩张，另一方面又在海沟处不断地俯冲消亡，大约2亿年左右洋底就可更新一次。因此洋底没有比中生代更古老的岩石，组成洋壳最古老的岩石年龄不超过1.95亿年，比大陆上的岩石年轻很多；而且洋中脊的岩石年龄最新，从洋脊轴部向两侧，岩石年龄从新到老递增。

太平洋地质史

海底扩张说有着丰富的想象力，它继承了大陆漂移说和地幔对流说的基本思想，建立在海底地质考察基础之上，有着实际资料和数据为依据，具有说服力。海洋底部新的地壳不断产生并不断地向外扩张的运动过程无休止地进行，导致了一个令人难以置信的结论：大洋有古老的海水，但却有年轻的洋底。

▼『海岭、洋中脊』

和陆地一样，各大洋也有连绵山脉和巨大山系，而且更壮观。还由于深藏于水下，也就更具神秘色彩。

海岭又叫海底山脉，通常处于海平面以下，如北太平洋海岭、东印度洋海岭长度都在4500千米以上。有的峰顶露出水面成为岛屿，如太平洋夏威夷海岭的夏威夷群岛。其周围海盆水深5000多米，夏威夷岛冒纳罗亚火山海拔4170米，落差9000多米。通常海岭几乎没有地震活动，因此称为无震海岭。

洋中脊是由巨大海岭构成的大洋中脊，分布于大洋中央部位，也叫中央海岭。

大西洋洋中脊呈S形，由雷克雅未克海岭、北大西洋海岭、南大西洋海岭组成。北端穿过冰岛和格陵兰岛之间，与北冰洋洋中脊相连；南端通过大西洋——印度洋海丘，与西印度洋海岭相通。

印度洋洋中脊为中印度洋海岭，向东、北、西、南分出四个分支，分别为东印度洋海岭、阿拉伯——印度海岭、西印度海岭和克尔格伦海岭。

太平洋洋中脊位于太平洋中部偏东，坡度较平缓，又称东太平洋海丘。北有夏威夷海岭，南有南太平洋海岭。

北冰洋洋中脊为罗蒙诺索夫海岭。

各大洋洋中脊连接为一个统一的整体，全长超过8万千米。大洋中脊是地球上最大的裂谷系统，洋壳在这里被拉开，地幔熔岩物质上涌、溢出，形成新的洋底。

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