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大陆漂移的奥秘

时间:2023-01-25 励志故事 版权反馈
【摘要】:四十二 大陆漂移的奥秘朋友,你相信吗?这种情景颇似北冰洋海面上的巨大浮冰的漂移。但是,从长远看,大陆漂移所产生的后果是不堪设想的。其中,北美大陆竟向西漂移了3000公里。少部分人挺身而出,坚决支持魏格纳的大陆漂移说;更多的人则激烈反对,提出一连串在当时还无法求证的质疑,让魏格纳回答。用魏格纳大陆漂移观点来阐释古磁极变迁的现象,即能迎刃而解。
大陆漂移的奥秘_朔方科普夕拾

四十二 大陆漂移的奥秘

朋友,你相信吗?按照科学测定的数据以及依据这些数据所作出的推论,我们人类祖祖辈辈居住的大陆正在悄悄地漂移。

当然,这种漂移并非指地球围绕太阳作有规律的运动,而是指构成地球的坚硬外壳伴随着海底的破裂和扩张所作的缓慢移动。这种情景颇似北冰洋海面上的巨大浮冰的漂移。在地球漫长的演化过程中,正是由于大陆的漂移主宰了地壳的运动,促成了高山的崛起、大陆的沉降、火山的喷溢、地震的频发……

既然大陆在漂移,为什么我们感觉不出来呢?这是因为漂移速度很慢的缘故。但是,从长远看,大陆漂移所产生的后果是不堪设想的。测量证明,大洋壳移动的速度每年为3~8厘米,最快的地方可达到14.5厘米。若平均按年速5厘米计,100万年就要漂移50公里。美国科学家推测,840万年以后,地球面貌将发生惊人变化,现今的许多国家的疆土将从大陆上消失,而沉沦于波涛汹涌的大海中。当然,我们无须“杞人忧天”,840万年后的人类文明,一定会想出对付这个灾难的办法。

磅礴雄伟的大地,总重约达6000亿亿吨的坚固而沉重的地壳,居然能漂移,在科学界中引起的争论,使争论双方都达到了动感情的地步。

人类对大地构造的认识,正酝酿着一场巨大的变革。

(一)向传统观念挑战

18世纪,当地质学冲破宗教势力的重重围攻,在西欧破土而出之后就经常陷于形而上学的泥坑中。在相当长的一段时期里,西欧的地质学家几乎垄断了学术论坛。不少人往往根据对欧洲“弹丸之地”的地质调查而妄下断语,推论全球,殊不知,偌大的地球可以容纳下100个西欧。

传统大地构造理论认为:在地球上,大陆和海洋的位置是固定不变的,即使纵有变化,也只是在原地发生垂直的升降。这个观点曾长期统治地质学,其弊端正如我国尹赞勋教授所指出的:“好一幅僵化的、静止的、孤立的地球画图!好一部千篇一律、全球同步的地球‘发展史’!”

首先向这个传统观念挑战的是年轻的气象学家魏格纳。他生于德国一个传教士家庭,大学毕业后获天文学博士。1906年,曾创连续乘坐自由气球52小时的世界记录。1910年,魏格纳在养病期间,当他专心致志地凝视着一幅世界地图时,一个奇异的火花突然闪现脑中:南美洲东边与非洲西边的海岸线,正好遥相对应,如果将这两块广袤的大陆移动,它们肯定会完好地拼合在一起。于是魏格纳想到,这两个大陆原先是否系连在一起的,后来才分离了呢?

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这个一闪念的奇思遐想,正如使牛顿由苹果落地领悟到地球引力一样,激起了魏格纳的探索热情。经过两年的努力,他收集到了许多有关大西洋两岸相似的地质构造、古气候、古生物等方面的资料,撰写成一篇探讨“大陆漂移”的论文,于1912年发表于德国著名的《彼得曼地理文摘》和《地质杂志》中。

在这篇论文中,他大胆宣称:3亿年前的地球大陆是完整的一块,名为“泛大陆”,周围是广阔的海洋,名为“泛大洋”;从2亿年开始,由于太阳、月亮对地球的“引潮力”和地球本身的“离心力”的作用,“泛大陆”便开始分离解体,并缓慢漂移,最后演变成为现今的七大洲。其中,北美大陆竟向西漂移了3000公里。1915年,魏格纳出版了论证其学说的专著《海陆起源》一书,随即被译成英、法、日等国文字,迅速传播到了世界各地。

这个挣脱了传统地质学观念束缚的学说一问世,就在科学界中引起了相当大的轰动,一场激烈的争论不可避免地爆发了。少部分人挺身而出,坚决支持魏格纳的大陆漂移说;更多的人则激烈反对,提出一连串在当时还无法求证的质疑,让魏格纳回答。在传统观念的桎梏下,在遭到许多权威名流的痛斥之后,大陆漂移说终于被扼杀在摇篮中,如同过眼的烟云,很快就销声匿迹了。留下的只是“胜利者”的讥讽:魏格纳妄想奏一首异想天开的狂想曲!

不屈不挠的魏格纳并没有在守旧者的压抑面前停步。为了进一步证实他的学说,他曾4次去格陵兰考察。当他第4次来到格陵兰时,终因疲劳过度,心脏病突发,于1930年10月30日跌倒在异国的冰天雪地中,将生命的最后一息献给了为之战斗终生的大地!

(二)第二次的冲击

科学事业犹如一条日夜奔腾的长河,任何迂回曲折、险滩暗礁都无法阻挡其滚滚向前的激流。在魏格纳逝世20年后,历史进入了20世纪50年代初期,他那首被耻笑为“大陆漂移狂想曲”的旋律又充满了时代的活力,发出了战斗的奏鸣。当然,这次向传统大地构造观念的冲击,并非启灵于世界地图的闪念,而是基于“古地磁”的科学测定数据。

为了说明这个不容易说清楚的问题,不妨先从指南针谈起。指南针是我国四大发明之一,传说出现于4000多年前。宋朝的《武经总要前集》(1044年)中,曾记述了指南针的做法:把一块鱼形的薄铁片用炭火烧到通红,然后将其严格沿南北方向放置,慢慢冷却,冷却后的这个鱼形薄铁片,就具有指南的效能。按现代观点解释,这是一种“热致磁性”的物理现象。因为地球是一个大磁场,物体加到高温后,构成物体的质点便被地球磁场磁化,其磁极与当时地球磁极一致,冷却后,物体的剩余磁性即呈现固定指南性。

我国古代劳动人民制造指南针的工艺,颇似某些岩石获得“剩余磁性”的过程。高温岩浆侵入地壳,在地球磁场影响下即被磁化,冷却后剩余磁性依然存在,其磁极也与当时的地球磁极一致。反过来说,假若我们利用仪器测定了某种岩石的磁极方位,实质上这一方位也就代表这种岩石生成时地球的磁极。人们将研究早已生成岩石的剩余磁性,借以探讨当时地球磁场特征的科学,称为“古地磁学”。“古地磁学”仿佛是一剂灵丹妙药,从绝望中挽救了大陆漂移学说。

古地磁学家惊异地发现,在最近2亿年以来,地球南、北磁极的位置一直在忙着搬“家”,即磁极位置一直在变化。这个由大量实测数据证明的事实,若用传统大地构造观念来解释,无论如何也解释不通。因为如果大陆位置始终固定不动,它的磁极也就应该始终不动,现已发现古磁极在变动,正好说明大陆位置也在变动。用魏格纳大陆漂移观点来阐释古磁极变迁的现象,即能迎刃而解。

科学家利用近代精密仪器,分别测定了北美和西欧大陆近10亿年来的磁极变迁曲线,发现这两条曲线处处平行,形状十分相似。如果将这两个大陆拼合,这两条古地磁极曲线也就重叠在一起。这就充分表明,这两块大陆原先是连在一起的,只是由于后来分离漂移,才形成了今日隔洋对峙之势。

在这个发现的鼓舞下,20世纪60年代前后,科学家又把仪器搬到了大洋深处。波涛翻滚下的海底世界,景象万千,既有辽阔平坦的海洋盆地,又有逶迤蜿蜒的海底山岭;既有陡峭万丈的海沟,又有奇峰嶙峋的“中脊”。在不可能有生命的黑暗地带,繁衍栖息着大量奇形怪状的生物。

最引起科学家注意的是,在大西洋海底中央挺拔着一条绵亘万里的巨大山脉,宽1500~2000公里,相对高度达1000~3000米,科学家将其称为“大西洋中脊”。在“大西洋中脊”的正中央又相伴出现了一条同样壮观的裂谷,深1000~3000米,宽40~50公里,科学家将其称为“中央裂谷”。调查发现,炽热的岩浆正从“中央裂谷”向外溢出。这些来自地壳深处不断盈溢的新生物质竭力推挤“大西洋中脊”两边的岩石向外移动,这种移动现象也可称为“扩张”。两边向外移动的速度几乎一致,每年为1~4厘米,两边合在一起每年就要向外移动3~8厘米。

科学家观测到的这个事实,雄辩地证明了大西洋目前正在不断地扩张。扩张速度虽然缓慢,但累计百万年,则至少要向外扩张30公里。1974年,美国出版了《大洋底年代图》。加拿大科学家斯塔伊根据这幅图,推测在过去的1.65亿年中,整个地球的海底在大洋中脊扩大了4.31亿平方公里的面积,扣除“消亡”的部分,海洋净扩大了33%。

海底扩张现象的发现,是当代地质学领域最杰出的成就之一。在当时,人们尽管还不能完全预测这个发现的深刻含义,但是,一个新兴的学说——海底扩张说,在20世纪60年代初期,便傲然出现在科学论坛上。持这种观点的科学家自豪地说:海底扩张学说就是大陆漂移“狂想曲”的第二乐章!

(三)“板块构造”学说的崛起

科学的生命力就在于无止境的探索。科学家披露了海底扩张的奥秘后,并没有陶醉在初战胜利的花环上,而是以更富战斗性的进取精神,把智慧的目光挪向新的视野,将严谨的观测拓向未知的领域。

这时,一种测定岩石生成年龄的方法蓬勃发展起来。科学家利用这种“同位素年龄测定法”发现海洋的年龄十分年轻。最古老的海底只有1.6亿年,相当于最古老的大陆年龄的1/20。同时,海底岩石年龄的分布还呈规律性,处于“中央裂谷”部位的岩石最年轻,越向外越老。这种奇异的现象,引起了科学家的思索:为什么海洋早在40亿年前就已形成,而海底最古老的岩石却只有1亿多年呢?海底扩张的动力来自何处呢?如果光扩张,不消亡,海洋岂不将无穷地增大,但事实又未出现这种状况,这是为什么?

事物都是对立统一的。有生必有死,有扩张必有消亡。海洋的运动规律自然也不会例外。科学家推测海洋中一定还存在一个“消亡带”。如果说“中央裂谷”是海洋的生长之源,海洋的葬身之地又在何处呢?科学家步步深入,追根究底,终于在地震学家的帮助下,用地震波找到了海洋的“消亡带”,它就掩匿在大洋板块与另一个板块相接触的地壳深处。

正在扩张的海底,在“消亡带”上遇到了另一个板块的坚决抗衡,使扩张受阻,迫使板块边缘部分岩石下沉。下沉的岩石随即被熔化,变成了“软流状的岩浆”,其中一部分可能又回流到大洋中脊部位,再从“中央裂谷”流出来,形成新的洋壳。这个生而亡、亡而生的运动,就是发生于地壳及其深处的规模巨大的全球性的物质循环。加拿大科学家斯塔伊推算,海洋新生与消亡部分的比例是1:0.75。

“消亡带”实际上也就是板块的边界。找到了“消亡带”的位置和数量,也就等于圈定出了板块的范围和数量。于是,一场追踪“消亡带”的战斗打响了。在这场战斗中,获得了一系列新的观测资料。无数感性材料的积累,必将引起理性认识的飞跃。1967年,科学家综合海洋地质、地震、古地磁、热流、重力等方面的新资料,首先对“板块”产生的机理进行了阐述,紧接着又正式提出“板块”和“板块构造”术语。1968年,有人正式将全球地壳划分为“六大板块”。至此,一个新的大地构造理论——板块构造学说宣告诞生。它一出现,就表现了强大的生命力,迅速为各国许多科学家所接受,被认为是“地质理论的一次深刻变革”,“地质学的一次重大革命”,使地质学进入了“全球地质的时代”。

按照“板块构造”学说来观察地球,坚硬的地壳是由6个大的板块构成的,它们是太平洋板块、亚欧板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块、南极洲板块。这6个庞大板块的下面就是一层炽热的岩浆,因为岩浆可以流动而被称为“软流圈”。“软流圈”的厚度至少达1000公里。6个板块就像6艘巨轮,漂浮在“软流圈”上,由于构成“软流圈”的物质不断发生对流,便驱动漂浮在上的板块(即地壳)也随之发生移动。若相邻的两个板块发生相背的移动,大地就产生断裂,大陆就要漂移;若相邻的两个板块发生对向的移动,两个板块就要相撞,在相撞的地方产生一股强大的撞击力、挤压力、摩擦力,甚至会使一个板块俯冲到另一个板块下面去,从而引起强烈的地壳运动。总之,板块的移动就是造成地壳运动的根源。

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板块构造

板块学说是人类近代科学文明的高度结晶。它描绘的地球图像是一幅生机勃勃的画面,充满了运动的活力,使人们的思想从“洋、陆固定论”的僵化公式中解放出来,开拓了一个不断生长、不断消亡、变化无穷、运动不息的辩证唯物主义的地壳运动史观。

板块构造学说作为大陆漂移“狂想曲”的第三乐章,正以高昂的旋律、清新的意境,回荡在科学论坛上。九泉之下的魏格纳被推崇为板块构造学说的开路先锋,他生前所蒙受的无端攻击,沉冤60年后终于得到了平反昭雪。

(四)探寻被“撕裂”的地壳渊源

在科学道路上,一个新学说的诞生只是它发展过程中的第一步。推论也绝不等于直观证据。既然海底正在扩张,熔岩正从“中央裂谷”中溢出,那么,人类是否能直接观察一下这些现象?在这个大胆设想的启示下,一个个雄心勃勃的考察蓝图绘制出来了。其中,最引人注目的是1974年由美国和法国联合进行的“大洋中心水下勘察”。

1974年6月,正是挺立于大西洋波涛中的亚速尔群岛鲜花盛开的季节,浓郁的芳香随风飘荡,迎接着来自世界各地的科学家。这些科学家云集亚速尔群岛的目的,就是要对隐藏在大西洋深处的“中央裂谷”进行实地考查,以探求造成原为一体的非洲与美洲大陆分离漂移3000公里的根源。

潜入几千米的海底绝非寻常,除了要承受几百以至上千个大气压外,如果海底存在着直通“岩浆源”的裂谷,它产生的高温或喷射的热液可能会接近摄氏千度。因此,完成这个神圣的使命必须借助“深水探测器”。深水探测器实际上可称为一种机器人。利用机器人完成海底重大任务已有光辉的纪录。美国深海机器人“克莱门蒂”曾秘密从夏威夷以西5300米的大西洋底,将一艘失事的苏联潜艇偷偷打捞了上来。“阿尔温”曾带领另一名机器人“阿卢米诺特”,在西班牙附近地中海的茫茫海底奔波1个多月,终于把一枚从飞机上坠落的氢弹找了回来。

这次探查活动使用的机器人为法国的“阿基米德”“齐安娜”和美国的“阿尔温”。这3个驰名世界的机器人都有12次以上的海底作业经历,堪称南征北战、功勋卓著的老手。它们都配有高功能的动力驱动装置,能在海底自由行走。在它们身上装有几只机械手,可以采集岩石标本、操持工具、捕获生物。还安装有“电子眼”“电子耳”——水下照明灯、摄影机、电视系统、声呐装置、通讯装置等,以及钻探、锤击设备。机器人腹中还设有坐舱,供驾驶员和一两名科学家乘坐。

7月的一天,机器人“齐安娜”首先潜入海底。坐舱内除驾驶员外,还有地质学家肖克罗内。当下沉到2000米时,在泛光照射下,发现了一条陡峻的狭谷——“中央裂谷”。“齐安娜”在狭谷中缓慢地搜索着,坐在舱内的地质学家肖克罗内突然兴奋地喊叫起来:“找到了!找到了!”原来从“齐安娜”的舷窗向外望去,只见黏稠的岩浆正从中央裂谷中突突地向外溢出。这个溢出岩浆的地方被科学家称为“地球被撕裂的伤口”。早先由“伤口”中流出来的岩浆,已经凝固,凝固后的形状各式各样,非常奇特,有蘑菇状、金塔状、盘香状、贝螺状、棉纱状等。肖克罗内还看到一股金属热流像温泉一样从洋底涌出来,形成了非常丰富的宝贵矿产。地质学家肖克罗内看到的这一切,是人类300万年漫长演化史中值得骄傲的一幕。

与此同时,机器人“阿基米德”和“阿尔温”也潜到了海底,对裂谷进行其他项目的考察。裂谷中央顶宽25~50公里,谷底骤变为3公里,位于海底“大西洋中脊”的崇山峻岭的中央。从裂谷底部向上望去,两侧峭壁夹峙,陡峭突兀,山势之险恶远胜于长江两岸的万丈悬崖。它们还采集了不少岩石标本,经安装在船上的仪器测定,这些岩石生成的年龄只有1万年,与46亿年的地球演化史相比,这显得多么年轻啊!

1979年3月,在美国海洋学家巴勒的率领下,“阿尔温”和其他两名机器人又潜入东“太平洋中脊”。身经百战的“阿尔温”穿行在浓雾弥漫、恶烟滚滚的海底火山地区,舱里的科学家发现海底耸立着一根根高达6米的“烟囱”,正向外冒着“浓烟”。“阿尔温”勇敢地驶近“烟囱”,拿出温度计,测得“浓烟”的温度达400℃,局部地区竟高达900℃。又经过仔细观测,发现这些“浓烟”并不是真正的烟,而是一种富含铜、铁、铅、锌、银、锡和其他许多元素的金属热液,那些高达6米的“烟囱”也并非真正的烟囱,而是金属热液凝固后形成的“金属柱”。大洋中脊和裂谷的奥秘,再次为科学家所直接目睹。

今天,科学家已经绘制出了海底地形图。在广阔的海底存在着许多大小不等的高山和深谷,规模最大的高山要推“中洋山脊”的一条南北延伸的巨大山脉。它起自北冰洋,穿过大西洋,断断续续驰骋南、北半球,绵延6万公里。在其山脊中央,裂谷相伴出现。

著名的“东非裂谷”是陆地上的最大裂谷。它南起赞比西河,北抵红海,跨越赤道南北,纵贯东非高原,总长4500公里。经过观测,东非裂谷目前仍在向两边扩张,扩张速度每年为2~4厘米。据此,科学家推测,东非裂谷两边的大陆正在分离。

科学家目睹的这些事实,为板块学说提供了强有力的直观证据。我们人类赖以生存的大陆和海洋,绝非“铁板”一块,而是布满了无数伤痕和鸿沟;我们居住的大陆也绝非固定不动,它们正在漂移!

(五)古代动物的痛苦分离

前已叙及,3亿年前的地球只存有一个连成一体的“泛大陆”。在地球演化过程中,由于海底扩张,在“泛大陆”上产生了许多深大裂痕。这些裂痕的进一步扩展,“泛大陆”便被分割、解体,遂而漂移,终于演化成今日地壳的这种状况。

如果这个推论确实有理,古代生物也应该出来作证。虽然古生物不会留下文字记录,但由它们遗体变成的化石就是最有说服力的证词。这个道理十分简单。譬如说,今日的非洲与南美洲,远隔大西洋3000多公里,但是有一种早已绝灭了的“中龙”爬行动物,它们的化石在南美洲的巴西和非洲的南非的同时代地层中,均被发现,而且一模一样。这种“中龙”活着的时候,惯栖于淡水湖沼地带,根本不具远涉重洋的本领,然而它们为什么会出现在横遭大西洋阻隔的两个大陆上?科学家认为,合理的解释是:2亿多年前,非洲与南美洲大陆是连为一体的,“中龙”可以到处爬行,通行无阻;尔后,这两个大陆突然分离,使出家外走的“中龙”尚未来得及返归故乡,举族团聚,便被无情地分离了,这样,造成部分流落美洲,部分流落非洲,演出了一场举族凄别的悲剧。可是“中龙”万万没有想到,它们痛苦分离的家史竟在2亿多年后的科学论坛上大放异彩,成为大陆漂移的有力证据。

类似“中龙”这样遭遇的生物,并不乏见。科学家认为,鳗鲡鱼回游大洋产卵的习性,也是大陆漂移的一个有趣证据。1亿年前,北美洲与欧洲还是近邻,生活在欧洲淡水江河里的鳗鲡鱼,选择了这两个大陆间的一个狭窄海峡作为产卵地。后来,这个产卵地随同北美洲一起向西漂移,而鳗鲡鱼照旧年年到已经习惯了的产卵地去产卵。1亿年过去了,原来很窄的海峡,变成了辽阔的大西洋,可是欧洲的鳗鲡鱼依然眷念世袭的产卵地。每到性成熟时,它们便成群结队向大西洋腹地游去,寻找到祖祖辈辈相传下来的产卵地。产完卵后,又含辛茹苦,长途跋涉,游回欧洲的江河里,往返数千公里。那些衰老了的鳗鲡鱼的父母,由于体弱力竭,往往在回游途中便葬身大海,造成大量死亡。

有人认为螃蟹横行霸道的恶习,也间接与大陆漂移有关。螃蟹是一种出现较早的节肢动物,它内耳长有一个用于定向的小磁粒,对地球磁场十分敏感,靠着它,螃蟹才能辨别方向。可是,在地球演化过程中,也许与大陆漂移有关而引起地球磁极多次倒转。开始的时候,螃蟹还能随机应变,但随着变化次数的增多,变来变去,螃蟹就无所适从了,它内耳中的小磁粒竟失去了定向作用。定向装置一失灵,螃蟹自然就成为蒙头转向、南北不分的糊涂虫。幸好,它还有点小聪明,辨别不清前进方向,索性就横着爬,久而久之,螃蟹的子孙都成了“横行霸道”者。导致地球磁极频繁变迁、甚至倒转的原因,固然很多,而大陆漂移却是一个重要的因素。这个曾被生物学家孜孜探求而未能破译的螃蟹横行之谜,竟为通晓大陆漂移理论的地质学家所道破。

“水龙兽”是2亿年前生活在湖泊、河流中的爬行动物。在我国新疆、非洲、印度,最近又在南极洲发现了它的化石。除印度外,这些化石产地都与我国新疆远隔重洋,相距万里。古生物学家指出,“水龙兽”不可能具有潜游大洋进行长途迁徙的能力,因此它的地理分布也被视为“大陆漂移”的佐证。

在非洲热带地区生长着一种被称为“波巴布”的奇特大树,后来在澳洲、马达加斯加也发现了非人工栽培的这种树。这就表明,在过去遥远的年代,非洲与澳洲也是连在一起的,只是由于大陆漂移才相互分离,“波巴布”树也就分别在非洲、澳洲繁衍至今。

这一系列分居大洋彼岸、远隔千山万水的古生物化石,从一个侧面证明了昔日的地球,大陆的确是连在一起的,只是由于大陆漂移,它们才散落于不同经纬度地区的七大洲。

(六)“板块”活动留在地壳上的近代踪迹

板块学说登上近代科学的舞台立刻显现出了惊人的吸引力,获得了众多地质工作者的高声赞同。长期以来,使地质学家颇为费解的一些地质现象,运用板块学说很快就得到了比较圆满的解释。

雄踞我国大陆的青藏高原素有“世界屋脊”之称,世界第一高峰——珠穆朗玛峰就巍峨屹立其东缘。这个举世无双的高原,至今每年仍以平均1厘米的速度上升。多少年来,人们对它的形成始终找不到合理的解释而陷入争论中。板块学说兴起后,青藏高原的成因才找到了相对合理的阐明。

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大约1亿年前,由于印度洋的海底扩张,驱动“印度洋板块”向北漂移。到了距今4000万年时,“印度洋板块”便撞到了属于“亚欧板块”的青藏大陆上。碰撞后自然引起地壳上升,出现了青藏高原的雏形。此时,“印度洋板块”仍顽强北移,它越向北移,阻力就越大,与“亚欧板块”陷入“顶牛”状态,相互僵持了3000万年。双方在“顶牛”中各自积蓄力量,由于有印度洋海底扩张力量作坚强后盾,躯体虽小的印度洋板块竟然占了上风。它像一根撬杠,插入了青藏高原的根基下,在1200万年前愤然一“撬”,硬是把青藏大陆顶了起来,形成青藏高原飞耸于世界屋脊之势。

1980年6月,参加青藏高原科学研究讨论会的中外科学家沿雅鲁藏布江两岸,从拉萨到日喀则作了5天科学考察。他们来到印度洋板块撞击青藏大陆的地带,面对这一撞击所留下的痕迹——“缝合线”,中外科学家无限感慨,沉浸于对昔日这一壮观地壳运动的回忆中。如果说青藏高原是过去板块运动留下的痕迹,那么今天,青藏高原正以1厘米的年速在不断上升,就是板块仍在活动的铁证。照此下去,12万年以后的珠穆朗玛峰便将以万米身躯高耸云霄。

地球是人类赖以生存的场所,可是地震往往搅得人们不得安宁。据统计,全世界每年发生地震约500万次,其中绝大多数都是人类察觉不到的微震,有感地震只占1%,即5万次。在每年发生的5万次有感地震中,强烈地震又只占万分之三左右,也就是十几次。强烈地震尽管发生次数少,但是它所造成的惨重灾难却是有目共睹。顷刻之间整座城市化为瓦砾,无数人民瞬息变为瓦砾下的冤魂。

实现地震的准确预报一直是全世界地震科学工作者为之奋斗的目标。要准确预报地震,首先要查明地震的成因。板块学说认为,地震正是板块构造目前仍在活动的表露。地震发生的地点,集中出现在两个板块历史的或当前的接触带上。科学家统计了1961~1967年7年间全球发生的地震,将2.9万个地震震中的位置标绘在图上,完全证实了板块学说对地震的远见卓识。这就从宏观上,为地震预报的战略决策提供了鲜明的理论依据。地震作为板块构造留下的活动记录,正是人类认识地震发生机理的一个新的飞跃。

1976午7月28日凌晨,一场空前的地震灾害袭击了我国唐山一带。持板块构造观点的科学家分析,唐山地震的发生,正是位于我国南面的“印度洋板块”和东面的“太平洋板块”长期以来从东、南两个方向推挤“亚欧板块”的恶果,其导火线则是“太平洋板块”的一个“楔子”,“轻轻”碰撞了唐山以东地壳所触发的。在唐山地震发生前后,卫星照片已显现出亚洲东部广袤的大陆正在拱起的迹象。

类似的拱起,目前正在与唐山遥遥相对的太平洋东岸、美国加利福尼亚州发生。隆起波及面积达8.3万平方公里,最高隆起地点竟上升了45厘米。美国地质局卡斯尔博士指出:世界其他地方发生类似的上升,就跟随着发生大地震。因此,人们正在密切监视这些地区。正在隆起的加利福尼亚州处于美国西部,与此相反,美国东部濒临大西洋的大地却正在下降,下降幅度每年为2~ 4毫米。于是,某些科学家得出了这样的印象:板块构造正在使北美大陆发生倾斜。

纵贯非洲高原的东非裂谷,单是在陆地上就出露4500公里,为大陆裂谷之首。许多科学家指出,这个裂谷的存在,是历史上的板块构造演绎大陆运动史的典型实例。近200万年来,东非裂谷以每年2~4厘米的速度向两侧扩张,大有贯通红海或地中海的趋势。如果在遥远的未来,这种趋势变为现实,海水就会涌进东非裂谷,完整的非洲大陆将出现被“撕裂”、分离的局面。

与此相配合的,红海海底目前也以1厘米的年速在悄悄扩裂。苏联科学院海洋地理研究所的考察队发现了一个更惊人的事实:处于东非裂谷东北的阿拉伯半岛正在漂离非洲大陆,漂离速度每年为10毫米。看来板块构造正在非洲东部和盛产石油的阿拉伯半岛一带酝酿一场空前的事件。或许百万年后,人们才会感觉出这个事件所造成的严重局面。

1976年,日本海上保安厅使用音响探测器发现位于日本东部千叶县以东200公里海底的一座火山正在一分为二。1980年3月,这个厅提交的一份研究报告中透露,这座1亿年前生成的被称为“第一鹿岛海山”的海底火山,一劈两半地分裂后,东侧山峰高5200~5400米,西侧山峰高3600米,两者高度相差1600~1800米。这表明山的西部已潜入日本海海沟底下1000米。由于这一潜入,使亚欧板块东缘一个宽25公里、长90公里的地区,拱起了1500多米。这是太平洋板块正在向西移动的活生生的证据。日本海上保安厅的科学家指出“这种现象在全球还是第一次发现”,是“地球科学研究史上罕见的发现”,证明了板块构造的正确性。

地理科学家们一致认为,板块构造正在改变大陆和海洋的现状,一门预测未来地球面貌的科学也相随出现。1976年5月4日,一颗名叫“莱乔斯”的可以接受激光信息的地球卫星,被送到距地面5900公里、与赤道呈110°度夹角的轨道上。卫星有效寿命为50年,可是800万年后它才能返回地球。发射这颗卫星的主要目的,就是准确测量大陆漂移的速度。测量使用激光束,因而精度相当高。据称,从1981年开始,测量误差仅为2厘米。这样,大陆漂移的速度会正确无误地记录下来。800年后,当“莱乔斯”卫星返回人间时,地球将会变成什么模样?美国科学家根据板块构造学说,已绘制出了840万年后的世界海陆分布略图。在这幅预测图上,我们看到的地球:

欧洲将漂向北极,变得更加寒冷;

非洲将再向西移动;

加利福尼亚州将从美国本土崩离,沦为太平洋中的一座大岛;

巴拿马将消失在海水之中;

地中海也许会扩展成为一个浩瀚的海洋,意大利、希腊、埃及、以色列、沙特阿拉伯将从大陆上消失,而波斯湾将崛起为高达4000米的高原;

在澳大利亚北部将诞生一个新的大陆,而澳大利亚、新西兰、新几内亚、日本却可能连成一体,崛起为绵延万里的高耸山脉;

那时的青藏高原也许会直刺苍天100里;

……

800万年后,我们的万代子孙将怎样看待过去的一切?有一点是可以肯定的,他们将用不着像他们800万年前的祖先那样,只能蒙眬地推论过去,而是以他们祖先留下的确凿科学数据,高度发达的文明来认识过去的地球。

科学的预见性,充满了多么诱人的魅力!

(七)仍然是一个自然之谜

尽管人们如此高赞板块学说,尽管一系列科学数据和事实证明了板块构造的实在性,但不能不指出,现今的板块学说仍属科学假说的范畴,板块构造仍是一个未被揭露的自然之谜。

这是为什么呢?因为一个核心问题尚未被查明,这就是重达1000亿亿吨的六大板块,如此庞大沉重的地壳,驱动它们漂移的力量究竟来自何处?

地球的内部构造,颇像一个鸡蛋的构造。蛋皮好像是地壳,不过地壳不是完整的,而是由6个板块拼成的。地壳平均厚度只占地球半径的4‰,大陆上的地壳厚度为30~70公里,海洋下的地壳一般只有几公里厚。在地壳以下深度为33~2898公里的部位,叫“地幔”。1000公里以上叫“上地幔”,1000公里以下叫“下地幔”。构成地幔的物质都已被熔化成了液态——岩浆,科学家将地幔的上层部分称为“软流圈”,好像是鸡蛋的蛋清。地幔以下直至地球中心就是地核,相当于鸡蛋的蛋黄。地壳至地核中心的距离为6371公里,这也就是地球的半径。

构成地壳的六大板块,像巨轮似的漂浮在地幔的“软流圈”上。地壳虽然广袤庞大,但与地幔相比,就显得十分渺小了。板块学说刚刚兴起时,人们将板块的移动归功于“软流圈的对流”。持板块学说观点的科学家指出:地幔内部温度虽然很高,但各处并不一致,温度高的热流自然要向温度低的地方跑,这就产生了“对流”;地幔内部各处压力也不相同,高压流也会向低压流处跑;同时,重的物质向下沉降,轻的物质向上升移,这都会导致发生“对流”。由于远比地壳浑厚的“软流圈”发生流动,使浮于其上的被称为6大板块的地壳也跟随流动。这种现象颇似将一块木板扔到河水中,木板本身虽然没有驱动力,但由于河水流动,木板也就随之漂流。大陆产生漂移的奥秘就在于此。

但是,某些科学家经过试验和测算,发现构成“软流圈”的岩浆的黏滞度特别大,高达1026个单位,其状态像是刚变软的塑料。在“小应力弹性不完善定律”的制控下,这种黏滞度足以阻止对流的实现。既然地幔物质不能对流,驱动大陆漂移的动力就熄灭了。丧失了动力,何谈大陆漂移!

为了探索大陆漂移的动力来源,使板块学说不致因这个根本缺陷而濒于绝境,板块学说的拥护者们进行了一场艰苦的战斗。一方面他们从各个领域探讨板块漂移的机理,目前已提出六七种驱动力来源的新解释;另一方面,他们又与反对派展开论战,以捍卫板块学说的生存阵地,论战有时是相当激烈的。

板块学说的曙光,已照亮了全球地质理论发生深刻变革的锦绣前程,然而,夜色尚未褪尽,迷雾仍在笼罩。板块学说作为一个科学假说,仍处于自然之谜的行列中。

地球,我们人类的摇篮。你以你宽阔的胸怀养育了人类,又给人类设下了重重奥秘。能动地认识自然,能动地改造自然,正是人类胜于其他一切动物的独特丽质。人类文明的睿智目光,必将披露大陆漂移的机理,破译板块运动之谜!

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