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原来的世界是一个整体?

相对应的海岸线

当精确的世界地图第一次呈现在人们眼前,有些学者发现非洲大陆和南美洲大陆的相对海岸线轮廓是如此相对应。16世纪英国哲学家弗朗西斯·培根就是其中一位。

但当时人们的目光都集中在亚特兰蒂斯传说身上,即便在几千千米外有一条十分相似的海岸线,大家也认为只是偶然罢了。

然而,德国气象学家阿尔弗雷德·魏格纳(1880~1930)的直觉告诉他,两条海岸线轮廓如此对应,背后一定能隐藏着什么重要的信息。他大胆猜想,会不会过去这两块大陆原本就是一体的,甚至不止如此,亚洲、欧洲、澳洲、南极洲,所有的大陆本身就是一个整体,是所谓的盘古大陆。

◆盘古大陆

魏格纳继续大胆推理,他想假如所有大陆原本都相互接壤的话,那么接壤地区存在过的动植物化石一定分布在如今的各个大陆上。于是他浏览、调查了各种古生物学的研究结果,发现了一个又一个支持自己假说的证据。

魏格纳兴奋不已,将自己的“大陆漂移”假说向地质学会上报,并撰写了《海陆的起源》。

陆桥说的强势反击

那么魏格纳的假说当时有没有顺利地被人们接受?当然是不可能的。

在当时的地质学领域内,人们普遍认为大陆是静止不动的。而且魏格纳的专业是气象学,职位是天气预报员。在那个时代,即便是地质学家提出的假说都会招来同行的反对,更何况是完全没有地质学经验的区区天气预报员提出的新鲜学说,毫无疑问地引来了地质学家们的强烈反对。

比如,化石调查显示,三趾马这种古代的马,曾同时期在法国和美国的佛罗里达州存在。有人得出大西洋中存在陆桥的结论。假设陆桥真实存在的话,那它的长度将要达到4000千米。此外,古代生存的貘(类似河马的哺乳类动物)也在同时期出现于南美和东南亚,也让一些人相信那里也有陆桥。

不久后,古代地图被改得很怪异,各个大陆之间填满了陆桥或其他陆地。地质学家们却表示不合情理。他们认为这些陆桥和大陆应该是慢慢沉入海底的。

魏格纳抱憾而终

魏格纳假说最大的弱点是无法证明究竟是什么力量驱使大陆分裂和移动的。魏格纳曾认为是“由于地球南北两极略扁产生的挤压力”。但地质学家们认为那种力量不足以撼动大陆,不予接受。

魏格纳一生在气象领域取得了不少成就。他为了证明大陆漂移假说,前往格陵兰岛实地考察,却不幸遇难,长眠于此。

魏格纳提出的假说虽然没有因为他的与世长辞而立即被人们遗忘,但在一系列的讨论之后,终于在20世纪30年代,也逐渐销声匿迹了。

“磁性化石”告诉我们

很多人第一次听到带磁性的化石时,都会感到诧异。

这里所谓的化石,并不是指“古代动植物的遗体、遗物或生物留下的痕迹”。地质学范畴上定义的化石,是由此衍生出的“保持原状的古代物品”。

火山爆发喷出来的高温熔岩 本身是不带磁性的,但其冷却后,就会被当时所处的地磁磁化,并与磁场方向一致。这是因为其含铁,而含铁的矿物易受到地磁场的影响。我们称这种被锁定在岩石内部的磁场为“热剩余磁性”。

带有热剩余磁性的岩石会持续保留被磁化时的磁性,即使之后遇到不同方向的磁场也不会产生变化。因此,只要我们调查岩石带有的热剩余磁性的方向,同时根据放射性元素的衰变情况进行年代测定,就可以推断出这块岩石形成(熔岩凝固)的年代,进而得知地球的磁场是如何随时间的推移而变化的。

除热剩余磁性外,还有其他形式可以存储地磁。江河湖海中的细小碎屑不断沉淀,最终凝固成沉积岩时,就会形成“沉积剩余磁性”。

20世纪50年代之初,世界各地都开始勘察磁性化石。我收集了世界各地区的勘察记录,汇总到了一张地图上。

◆重叠磁极移动轨迹后发现……

图a是利用欧洲和北美的岩石推断出的北磁极的移动轨迹。因为北磁极只有一个,所以两条轨迹必须完全一致。

那究竟是怎么回事呢?

如图b所示,如果将北美大陆拿到欧洲大陆旁边,两条轨迹就几乎重叠了。也就是意味着过去欧洲大陆和北美大陆是连在一起的。

时隔20年之久,魏格纳的大陆漂移说终于“起死回生”。

板块构造论证明魏格纳假说

大陆漂移说得以重获新生,其中贡献最大的当属海底地形勘探莫属。

20世纪50年代,人们正式开启海底勘探,继而得知地球上最高最长的山脉竟绵延于大海之中。这条巨大山脉始于冰岛,延伸至大西洋中部、非洲南部,贯穿印度洋与南极海,蜿蜒至澳大利亚南部,由此转而横穿太平洋,绵延至阿拉斯加。

◆震源的深度

偶尔,我们能看到浮出水面的海底山脉,但在勘察之前,没有人知道海水下面竟然还绵延着数千千米的山脉。为区分海底与陆地的山脉,我们称其为“海岭”。

1960年,人们根据岩石资料得知,大西洋中央海岭处的洋底年龄较小,随着向东西两端推移,洋底的年龄越来越老。

此外,陆地上的岩石起源于约40亿年以前,而最古老的海底岩石也才有2亿年的历史。并且古老的洋底在与大陆相对平行的海沟(海洋中狭长的沟槽,是海底最深的地方)附近突然消失了。那么古老的洋底到哪里去了呢?

地震学家们在勘测日本附近震源深度时发现,地震发生区域内,太平洋侧震源较浅,越向日本海和陆地靠近,震源越深。也就是说,震源自太平洋侧向日本海侧逐渐加深,构成一条向下倾斜的震源带。

人们认为,之所以洋底在海沟消失,并自海沟起出现逐渐加深的斜向震源带,是因为洋底诞生于中央海岭并向海沟移动,抵达海沟后下沉潜入地幔。

形象地说,大西洋的海底相当于两条巨大的传送带。一条将地壳拖运至北美洲方向,另一条则将地壳传送向欧洲。就这样,海底不断地在蔓延、扩张着。这里所说的地壳更准确地说,是指包括地壳和上地幔顶部的岩石圈。

1964年,在英国皇家学会主办的讨论会上正式通过“地球表面由多个碎片(即板块)连接镶嵌而成。而板块之间的相互作用力引发了多个地方的地壳变动”之说。

就这样,“板块构造论”终于成为一项被承认的新科学。同时,这也以一种新的形式证实了魏格纳提出的大陆漂移假说。

距离魏格纳提出大陆漂移说已有半个世纪之久。当时让魏格纳百思不得其解的驱动大陆移动的力量,现在被认为可以推动整个地壳。而这种力量就诞生于自海岭顶部上升的地幔对流。 akeYgIWHEkAcJV164kPkN49rqo3s/FaLLYD3BkFxIeKNmGWVjktHrOaNP0aLj3fO

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