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几度沉沦又复兴

时间:2022-08-18 百科知识 版权反馈
【摘要】:地球的形成和演变发展,经历了几十亿年的漫长岁月。这种水平运动,目前还在继续。然而经过20多年的沉寂,第二次世界大战以后,大陆漂移说又复活了并且发展成为海底扩张说,20世纪60年代又发展成为板块构造说,使地学的面貌发生了翻天覆地的变化。当时的魏格纳已经从气象学转而研究地学,成为一名年轻的地球物理学家。

地球的形成和演变发展,经历了几十亿年的漫长岁月。人类现在不可能回到几十亿年前还处在幼年阶段的地球去研究它的成因,只能根据现存的遗迹和若干资料,先提出假说,然后根据观察和实测取得的事实来确定。人们对地球的认识和探讨也经历了艰苦的历程。

全世界的大陆在古生代石炭纪以前(大约3亿5千万年)是连在一起的,构成一个统一的超级大陆,世界的海洋也是一个连续的整体。可能由于潮汐原因和地球自转离心力的影响,陆地从中生代(大约2亿年前)开始破裂成碎块,它们就像漂浮在水面上的冰山一样彼此逐渐分离,经过漫长的地质年代,这些大陆块发生了巨大的水平运动,有的还伴随有旋转运动,形成了现今世界上各大洲的位置。这种水平运动,目前还在继续。几个世纪以来,人们对地球及大陆的发展、演变等,一直没有一个接近正确的认识。20世纪以来,在地学领域也发生了一场革命,海陆固定论成为一种传统观念,长期以来在地学中占统治地位。海陆固定论认为:地壳以垂直的升降运动为主,陆地可以隆起为高山,也可以沉降为深谷,大陆块可以沉降为海底,洋底也可以上升为陆地,但是不能想象大陆块曾经发生过大规模的水平运动。

1912年,德国气象学家、地球物理学家魏格纳,根据自己观察到的若干第一手资料,提出了大陆漂移的科学假说,成为海陆活动论的代表,向海陆固定说提出了尖锐的挑战。经过20多年的论战,大陆漂移说销声匿迹。然而经过20多年的沉寂,第二次世界大战以后,大陆漂移说又复活了并且发展成为海底扩张说,20世纪60年代又发展成为板块构造说,使地学的面貌发生了翻天覆地的变化。现在,大陆曾经发生过并且正在发生着大规模水平运动的观念已被人们普遍接受。

1910年的一天,魏格纳躺在病床上对着一张世界地图出神。他发现了一个有趣的现象:大西洋两岸的轮廓正好是相互对应的。南美洲巴西东部突出的直角部分同非洲西岸几内亚湾凹进去的直角部分是多么吻合。再往南看,巴西海岸有一个凸出的部分,都恰好与非洲西岸的海湾相对应。这难道是一种偶然的巧合吗?当时的魏格纳已经从气象学转而研究地学,成为一名年轻的地球物理学家。他想,在很久很久以前,非洲大陆同美洲大陆会不会是连在一起的呢?它们之间并没有烟波浩渺的大西洋,后来由于某种原因,这块大陆出现了分裂并慢慢地漂移,才形成了今天的大西洋。第二年,即1911年,魏格纳翻阅科技文献资料,在一篇论文中看到这样的话:“古生物学证明,巴西和非洲曾经有陆地相连接。”这使魏格纳关于大陆漂移的设想在脑海里更加活跃起来,他更加坚信,大西洋两岸的轮廓如此相互吻合绝不是偶然的。

在魏格纳生活的时代,地质学家们已经掌握了大量的地质资料,认识到地壳的垂直运动,了解了沧海桑田的历史变迁。但是,地质学家对于大陆的大规模水平方向的运动却没有认识,谁也不曾从全球范围内对于大陆的起源进行详细的考察,人们普遍接受海陆固定说的观点。在魏格纳以前,也曾有过不少人曾经发现过大西洋两岸的轮廓相互吻合和对应的特征。如英国的哲学家弗郎西斯·培根早在1620年就注意到大西洋两岸轮廓相对应的特点;1756年,德国神学家利连萨尔提出地球在遭到《圣经》上所说的“大洪水”的灾害以后,曾经发生过破裂,他的论据就是大西洋两岸陆地轮廓相对应。后来又有人注意到南美洲和非洲大陆相互对应的情况,有人还画出了大西洋两岸的复原图,也有人运用地质资料进行了一些简单论证。但是这些见解都未能摆脱突变论的影响和神学的束缚及偏见,只有魏格纳广泛地搜集资料并且进行具体的精心的研究,把粗线条的见解和猜测上升成为科学理论。

魏格纳提出的大陆漂移假说绝不是凭空想象空穴来风和毫无根据的。为了解释这种吻合,魏格纳曾打了一个比方,就好像把一张报纸撕成两半,然后再把参差不齐的边缘拼合起来,那一行铅字也能对接起来,形成通顺的句子,构成一整篇文章。那么,撕开后的两半报纸原来是一张就是毫无疑问的。根据这个道理,魏格纳首先考察了大西洋两岸的山系和地层。果然不出所料,大西洋两岸的岩石、地层、褶皱山系拼在一起都可以衔接起来。非洲南部从东到西横着一条开普山脉,它向西延伸到南美洲的布宜诺斯艾利斯山,连接起来,正是二叠纪的褶皱山系,构造和岩石组成极其相似。非洲大陆地区的片麻原高原,也与巴西的片麻原遥相对应,二者所含的火成岩和沉积岩以及褶皱延伸的方向也非常一致;给人印象特别深刻的是在巴西米那斯吉拉省和南非的奥伦治河以北,都发现相同的白色金刚石矿。

北美洲和北欧之间也发现了类似的地质的一致性。由南至北有3条并列的古老褶皱带从大西洋北岸延伸到彼岸,其中,石炭纪褶皱中所含的欧洲大陆煤层可以同北美洲的煤层连接起来。在印度、马达加斯加、非洲大陆之间,以及南美洲与澳大利亚之间地层构造中也找到了相似的对应关系,这种地质构造的一致性不是局部的偶然的存在,而是普遍的、全球性的。

魏格纳实地考察了冰山遗迹。南美洲、非洲、澳大利亚南部和印度半岛,都在石炭二叠纪地层中发现有冰川遗迹。大家知道,在今天除了南美洲,其他地区都处在热带和温带。热带和温带怎么会有冰川遗迹呢?魏格纳把这种现象放在了全球海陆变迁中进行了考察,把彼此孤立的地质现象联系起来进行思考,他指出:这些冰川地区,虽然现在远隔万里,但是在3亿年前的大陆上却是集中在一起的,大致以南美洲为中心,都在极地和寒带,后来随着大陆漂移才分散到现在这个地方。冰川遗迹分布之迷就这样解开了。

魏格纳还找到了许多生物学方面的证据,说明那远隔重洋的大陆原来是连在一起的。生物学中有这样一条原理:相同的生物物种不能在相距遥远的两个地区分别独立形成,它们必定是在一个地方形成,然后又直接或间接地传播到其他地区去的。人们发现,烟波浩渺的大西洋两岸的许多动物都有亲缘关系。例如,有一种园庭蜗牛,在英国和德国有,而在大西洋对岸的美洲也有。这样一种行动迟缓的爬行动物怎么能远涉重洋到美洲去开辟新天地呢?还有,南美洲、非洲、澳大利亚等地,都有肺鱼生活。这种既能用鳃呼吸又能用肺呼吸的大型鱼类,只能在淡水中生活。如果在海陆不变的话,它们如何能漂洋过海在不同的洲际落户呢?最能说明问题的是保存在地层中的古生物化石。有一种舌羊齿植物化石,在印度以及南半球各大陆的晚古生带地层中都有。

所有这些事实都充分说明,大西洋两岸以及其他一些地区生物之间的亲缘关系、地质构造惊人的相似,都是因为这些远隔重洋的大陆本来就是连在一起的,后来大陆破裂,慢慢地漂移才形成了大西洋、印度洋,才形成了今天的各大洲。这就是魏格纳提出大陆漂移假说的强有力证据。

魏格纳为了完成自己的事业,曾经4次深入冰雪覆盖的格陵兰去探险。最后一次是在1930年4月。这一次他是想再度测量格陵兰的经度,以便从大地测量方面来充分论证大陆漂移的理论。不幸的是,他没有看到他的学说的最后胜利,于1930年11月2日,即他刚刚过完50岁生日的第二天,他便在连续的奔驰中,因为疲劳过度而心力衰竭,长眠在格陵兰的冰天雪地之上。魏格纳用他的全部心血和生命谱写了一曲科学的凯歌。他的大陆漂移学说是建立在有充分证据的科学考察和事实之上,他的思想是独立形成的,他对这个学说做了全面的、深刻的科学论证,形成了严谨的科学理论体系。魏格纳无愧于大陆漂移学说的鼻祖和先驱。他在建立科学假说的同时,也为后人树立了应用科学的观察方法的光辉榜样。

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