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第6章 地理大发现(2)

大西洋两边大陆不仅海岸线正相吻合,而且地质构造也是相互对应的,两边的岩石、地层和褶皱构造可以像搭积木一样搭配起来。比如非洲南端从东向西横着一条开普山脉,它的向西部分延伸可以在南美的布宜诺斯艾利斯南部找到,非洲陆地的片麻岩高原与巴西的片麻岩高原遥相对应;在巴西的米纳斯吉拉斯省和南非的奥伦治河以北都发现有白色金刚石矿……魏格纳曾打过一个比方,如果把一张报纸撕成参差不齐的两半,假如两个半张报纸的边缘能很好地吻合在一起,而且撕破边缘上印刷的文字能连在一起,成为通顺的句子,就可以断定这两个半张报纸原来是同一张报纸。对于大陆来说,地质构造就相当于印刷的文字,它们一一对应,证明了原来的大陆是连在一起的。

古气候的研究也证明了这一点。20世纪初,人们在澳洲、印度、南非和南美都发现了古冰川的遗迹,从冰川作用的规模看,它们应当是极地冰盖。可是,这些地区现在都在赤道附近,因此,人们感到大惑不解。

魏格纳的大陆飘移学说为这个疑难问题找到了合理的解释:这些分散的冰川在联合古陆时代,都聚集在一个不大的地区,而当时这个地区正好是寒冷的极区。随着大陆漂移,它们才逐渐分开,并到了赤道附近。

生物学给出的证据就更多了。例如北美东部与欧洲西部有着同一种珊瑚礁,海滨生物和江河生物也相同;又如有一种园庭蜗牛,只有欧洲西部和北美邻近大西洋的地方才有……过去,生物学家们也发现了这种相同的地方,但他们用陆桥学说加以解释,即各大陆之间过去有过部分的连结,后来这些陆桥沉没到海底了。

事实上人们从未在海底发现过陆桥的痕迹,而且以那种美国东部才有而西部没有的园庭蜗牛来说,它每秒只能爬行1.5毫米,既然不能从美国东部爬到西部,就更难想象它能爬过横跨大西洋的陆桥了。只有用过去这两个大陆是连在一起的才能作出合理解释。

尽管在魏格纳以前已有人提出过大陆漂移的想法,但只有魏格纳对这一假说作了全面深刻的论述,形成了严密的理论体系,因此,人们公认魏格纳是大陆漂移学说的鼻祖。

吹响现代地学革命的号角

《海陆起源》一书一出版,就轰动了整个地学界。短短几年,这部著作被译成英、俄、日、法等多种文字,传遍了全世界。它打破了人们对地球表面海陆起源与分布的传统认识,吹响了现代地学革命的号角。

正因为如此,这个学说一问世,就引起了人们的分外关注和激烈争论。一些学者热情鼓励和支持魏格纳,称赞他的学说“在思想上引起的革命堪与哥白尼时代的天文学相比拟”。但也有许多教授、权威嘲笑魏格纳的学说不过是“玩弄儿童七巧板的发明”,“说得有声有色最轻率的空想”,“给科学带来最大危害的形式主义”,他们称魏格纳是“一个不知天高地厚的狂人,”他的学说是不值一提的“狂想曲”。

人们反对这一学说,固然是由于保守思想作怪,但很重要的一个原因是这个学说还不完善,特别是它不能给出令人信服的大陆漂移的动力。地球物理学有关重力的测量的确证明了,洋底岩石比陆地岩石重得多,但是他们毕竟都是坚硬的石头,根据人们的经验和知识,很难想象大陆壳可以在固体的洋底壳上一漂千里。魏格纳曾设想由于地球的离心力和潮汐力引起大陆漂移,但许多科学家的计算证明,这两种力很小,远不足以使大陆发生漂移。

1928年11月,一个关于大陆漂移的讨论会在美国纽约举行,全世界14位著名的地质学家参加了这次会议。经过激烈的争论,有5人支持大陆漂移学说,2人有保留的支持,7人反对。会议主席只好做了一个折中的结论:“漂移的机制还没有找到,不过对于解释古生物分布之谜来说,大陆漂移说比陆桥说要好。”

纽约会议之后,争论仍在进行,推动了有关大陆漂移机制的研究。英国爱丁大学的地质学家霍姆斯最先提出,大陆漂移的动力可能是地幔物质的对流造成的。

地球是由地壳、地幔、地核三个层次组成的,有一点像一只煮得不太熟的鸡蛋一样,蛋壳好比地壳,蛋白好比地幔,蛋黄好比地核。1926年,地震学家古登堡在研究地震波的传输时,发现地震波传到地下一二百公里深时,速度减慢,这表明这里的物质比较软,具有一定的可塑性。霍姆斯认为大陆就是被驮在这个软流层上漂移的。

荷兰物理学家曼纳兹也提出过类似的看法,可惜他们拿不出充分证据,而且当时漂移论正处于不景气之时,因此,他们的论点没有引起人们的重视。

魏格纳并没有气馁、屈服。1930年,他重新踏上了赴格陵兰的第三次探险之路。他此行的目的,是想重测格陵兰的经度,以便从大地测量学方面获得对大陆漂移的有力证据。

格陵兰岛的天气变幻无常,气候恶劣,巨大的暴风雪呼啸着向他们扑来。他们一行15人,乘着雪橇艰难地跋涉着,每前进一步,都要付出巨大的代价。在险恶的环境下,大多数人失去了勇气,最后只有二人追随魏格纳。11月2日,魏格纳独自一人继续前进,由于过度疲劳,心脏病复发,倒在了皑皑白雪中,再也没有起来。这位才华横溢的科学家在他刚满50岁之际,为科学事业献出了他的宝贵生命。

魏格纳的牺牲,使大陆漂移学说失去了旗手,反对派抓住动力机制及其他一些细节问题大作文章,而支持这一学说的人一时又拿不出更有力的证据,这一学说日渐消沉,最后终于销声匿迹,有很长时间,在大学的教科书和讲义中再也见不到它。

大陆漂移学说的复兴

本世纪50年代,由于古地磁学的发展,沉寂了20多年的大陆漂移学说又复活了。

英国伦敦大学的布莱克特,领导着一个研究小组,对英国三叠纪岩石的剩磁进行了测量。要知道,测量熔岩的剩磁可以判断古代地磁场的强度和方向。这是因为当炽热的岩浆从地底下喷发出来时,由于岩浆温度很高,分子排列的秩序都打乱了,因此它不具有磁性。随着岩浆慢慢冷却和凝固,其中的铁矿物就会按当时地磁场的方向发生磁化,以后,这种磁化方向就被保留在岩石中,再也不受地球磁场变化的影响了,这就是剩磁。

布莱克特得到令人吃惊的结果,三叠纪时英国的地磁场方向与今天相比,磁偏角整整差了35°!这究竟是什么原因呢?一种可能性是地球磁极的方向发生了巨大的变化,但众多的知识告诉他们,地球磁极的位置虽然发生过变化,但总的来说,偏离位置不是很大,与地球的自转轴位置基本是吻合的。剩下的一种可能性就是英格兰从三叠纪以来,沿顺时针方向转了35°,而且向北移动了很大位置。

布莱克特不由得想起来被人们遗忘的大陆漂移学说:“魏格纳是对的,大陆的确曾发生过漂移。”

为了证实这一点,布莱克特又对印度德高高原侏罗纪年代岩石的剩磁进行了测定。结果表明,整个印度半岛从侏罗纪以来,已经向北移动了7000公里,从南半球跑到了北半球。

另一位英国地球物理学家朗科恩领导的小组宣布,他们获得了更为可靠的大陆漂移的古地磁证据。他们测定了欧洲从前寒武纪开始每个地质时期古地磁的北极位置,把它们连接起来,画出了一条磁极游动图;用同样方法,他们又画出了北美的磁极游动线;结果发现,这两条磁极游动线形状相似,经度却相差近30度。如果让美洲大陆移动30°,这两条曲线刚好能重合起来,于是大西洋就会从地图上消失,欧洲和北美正好连成了一个大陆,和魏格纳大陆漂移学说提出的联合古陆的情况完全一致。他们从古地磁的研究中得出了和魏格纳相同的结论。

古地磁研究的新进展使人们再也不能忽视大陆漂移的事实了,大陆漂移学说重新引起了人们的重视。

海底扩张说的提出

大陆为什么会漂移?它是怎样漂移的?这个问题一直未得到令人信服的解答,连魏格纳本人也曾说过:“漂移理论中的牛顿还没有出现。”60年代,随着人们对海底的了解,人们终于找到了全新的答案,这就是海底扩张学说。

海洋,就在人们身旁,可是多少个世纪以来,人们对它的了解,特别是对深海的了解却很少很少。

1872年,英国皇家舰队的“挑战者”号,首次向深海发出了挑战,进行了深水海洋考察。人们发现海底并不是一马平川,有高山还有海沟。但那时他们用的测深仪还很落后,是一个固定在绳子上的测垂,因此对海底的测量还很粗糙。

1925年,德国派出“流星号”考察船,目的是为了寻找黄金,以弥补在第一次世界大战中的损失。结果黄金梦没有实现——从海水中提取黄金成本太高,无利可图。但他们得到了意外的收获,第一次揭示了海底起伏的地形。他们用回声探测法对海深进行了7万多次测量,证明了大西洋底部有一条巨大的海岭,它高出洋底3000米以上,把大西洋分成了两半,这就是大西洋中脊,并对它进行了详细的测绘。

50年代开始,美、英、法、日、苏等国都派出了海洋考察船。他们使用最先进的设备对洋底进行探测,遮盖在大洋上的那层厚厚的深蓝色的帷幕被揭开了,洋底的秘密一个个展示在人们面前。

美国哥伦比亚大学拉蒙特地质研究所所长尢因是利用地震波探测洋底的先驱,他和希曾首先发现,像大西洋中脊这样的海底山脉不仅大西洋有,北冰洋、印度洋、太平洋都有,他们首尾相接,形成长达64000公里的环球性中央海岭体系,也称大洋中脊。

更令人惊奇的是,他们发现在洋中脊的顶部,有一道宽15~40公里,深1~3公里的裂谷,那里不断有热流在上升,是火山和地震频繁发生的地带。

人们还发现,从洋底取出的岩石标本没有比侏罗纪更老的了,比大陆岩石的年龄年轻得多;洋底沉积岩的厚度也比陆地沉积岩薄得多。这一切表明,洋底的年龄不过几亿年,而陆地的年龄,从人们测定的最古老岩石来看,已有30多亿年了。

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