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当之无愧的“大陆漂移学说之父”

时间:2022-08-24 百科知识 版权反馈
【摘要】:大陆漂移学说的形成也不例外。历史从来不会厚此薄彼,它铁面无私地评价、审判着每个人的功过得失,魏格纳是当之无愧的“大陆漂移学说之父”。魏格纳是德国气象学家、地球物理学家、天文学家,大陆漂移学说的创始人。这主要是魏格纳提出大陆漂移学说后,并没有停止对大陆漂移的研究,特别是他竭尽全力寻找大陆漂移的证据,并取得了成功。

科学史上,几乎每一项科学发现都不是依靠某一个人的努力就能达成的,而需要集体的努力,甚至,需要几代人几个世纪的努力。大陆漂移学说的形成也不例外。

但是,为什么将“大陆漂移学说之父”的桂冠戴在了魏格纳的头上?历史从来不会厚此薄彼,它铁面无私地评价、审判着每个人的功过得失,魏格纳是当之无愧的“大陆漂移学说之父”。

魏格纳是德国气象学家、地球物理学家、天文学家,大陆漂移学说的创始人。1880年11月1日,魏格纳出生于柏林的一个福音派新教会的传道士家庭。上大学时,魏格纳攻读过天文学和气象学,并在25岁时获得了天文学博士学位。魏格纳不仅是位令人尊敬的学者,而且善于田野研究,三次深入格陵兰(全境大部分处在北极圈内,气候寒冷,面积的大约83.7%都由冰雪覆盖)考察和探险。1930年9月21日,魏格纳第四次进入格陵兰考察时,在极端险恶的低温环境里,他没能活着回到基地。他的遗体是在次年的夏天被找到的。关于魏格纳的死因,大多倾向于心脏病复发,而不是被冻死。

魏格纳

早在1910年,魏格纳就有了大陆漂移学说的设想;1912年6月,魏格纳在德国法兰克福地质学会做了题为“从地球物理学论地球轮廓(大陆和海洋)的形成”的学术报告,不久又在马尔堡科学协会做了“大陆的水平位移”的演讲,并在《彼得曼文摘》和《地质杂志》上首次提出了他的大陆漂移学说;1915年,魏格纳出版了他的《海陆的起源》一书,对大陆漂移学说进行了全面的阐述和论证。大陆漂移学说的主要内容是:

大陆是由较轻的刚性硅铝质所组成,它漂移在较重的黏性硅镁质岩层之上。在距今约2亿年的中生代之前,地球上只有一块完整的、单一的、庞大的原始陆地,魏格纳把这个假设的巨大陆地称为泛古陆,它的周围是一片汪洋。后来,在远古的地质岁月中,由于受天体潮汐力和地球自转时离心力的影响,古陆在中生代开始分裂为几大块,彼此渐渐离开,轻而硬的硅铝陆壳在塑性而致密的硅镁层上进行水平漂移,就像浮在水面上的冰山,不断漂浮,越漂越远。南美洲与非洲是在白垩纪(中生代最后纪,始于1.455亿年前,结束于6550万年前,历经7950万年)开始分离,北美洲与欧洲也在这时开始分离,但北大西洋的裂开,直至第四纪(新生代最新的一个纪,包括更新世和全新世,从258万年前延续至今)才全部形成。印度洋的分裂始于侏罗纪,但主要的移动发生于白垩纪和第三纪(新生代的最老的一个纪,距今6500万~260万年)。印度紧紧地楔入亚洲,使它的北部埋于青藏高原之下。在始新世时,澳大利亚、新几内亚和南极大陆分离并向北移动,深入到太平洋,经过班达弧,止于它的东端。这些移动造成美洲脱离了非洲和欧洲,中间留下来的空隙就是大西洋;非洲的一部分和亚洲告别,在漂离的过程中,它的南端略有偏转,渐渐与印巴次大陆脱开,诞生了印度洋。

就如《魏格纳之前的大陆漂移学说》一文中所述的,大陆漂移学说最早不是魏格纳提出的,在魏格纳提出大陆漂移学说之前,已经有许多人有了大陆漂移的设想,但为什么是魏格纳的影响最大,并得到大众的认可?这主要是魏格纳提出大陆漂移学说后,并没有停止对大陆漂移的研究,特别是他竭尽全力寻找大陆漂移的证据,并取得了成功。

1910年的某一天,正值而立之年的气象学家魏格纳生病住院了。一次偶然的机会,他被一幅以大西洋为中心的世界地图给吸引住了。在当时,世界地图虽不像如今般普及,但对于气象学家魏格纳来说,那也不是什么新鲜的事物。引起魏格纳注意的是,地图上大西洋两岸的大陆轮廓是相吻合的,特别是大西洋左岸南美洲巴西东端的直角突出部分与右岸非洲西岸呈直角凹进的几内亚湾,简直像是刚刚被撕开的一张纸的两部分。不仅如此,巴西东端以南的巴西东海岸每一个突出部分都恰好和非洲西岸同样形状的海岸相对应,在美洲东海岸有一个海湾,对应地在非洲西海岸就有相应的突出部分。魏格纳认为这决非偶然的巧合,而是非洲大陆与南美大陆曾经是一块大陆,它们之间原来并没有大西洋,后来因为各种原因张裂漂移分开而形成大西洋。

此后,魏格纳几乎用全部的精力去寻找大陆漂移的证据。寻找大陆漂移的证据并不是一件容易的事,因为它已经不是一门学科的问题,而牵涉到地质、古生物、古气候、动物地理和植物地理以及大地测量等一系列学科,谁有这样的能耐能将如此多的学科整合起来,为大陆漂移学说服务呢?很明显,这是一个吃力不讨好的研究课题,包括魏格纳后来的岳父、汉堡大学的著名气象学教授柯本也善意地奉劝魏格纳适可而止,不要做一件不可能的任务。

成功总是降临到有准备的头脑上,功夫不负有心人,在1911年的秋天,魏格纳就在一篇论文中发现,南美洲的巴西和非洲虽远隔大西洋,却有着同样的古生物化石,如中龙、水龙兽、肯氏兽和舌羊齿等。这个证据的发现,更增强了魏格纳对自己学说的信心,并坚定了继续寻找证据的决心。

1912年,魏格纳参加科赫-格林贝格探险队对格陵兰进行第二次考察(第一次考察探险是在1906~1908年,魏格纳参加了丹麦远征格陵兰的探险队,对格陵兰北部进行探险),历时半年。魏格纳在这次考察中发现,格陵兰虽然是苦寒之地,但却有丰富的晚古生代(开始于4.1亿年前,结束于2.45亿年前,持续时间1.75亿年,包括泥盆纪、石炭纪和二叠纪三个时期)煤田。魏格纳知道,煤是古代大片的森林由于地质活动等原因被埋藏在地下,经过复杂与长期的变化形成的,而茂密的森林只能生长在阳光充足、雨水充沛、温度较高的靠近赤道的地方,像处于北极圈内的格陵兰,万里冰封的北极,生命几乎绝迹了,怎么可能有茂密的森林呢?唯一能解释的是,格陵兰在远古时代正处于赤道附近,后来由于各种原因移向了北极。

在地质构造上,魏格纳最早注意到,位于大西洋东岸欧洲的苏格兰和爱尔兰的一些岩石,与位于大西洋西岸北美加拿大纽芬兰和新布伦斯维克的岩石十分相似,而且欧洲的加里东山脉与北美的阿帕拉契亚山脉的地质构造和岩石地层也具有连贯性,似乎是同一座山脉被一刀砍成了两截。

不仅如此,早在20世纪初,已经有科学家发现,石炭纪(约在3.55亿年至2.95亿年前)和二叠纪(距今约2.99亿年至2.5亿年,共经历了4500万年)时曾经有过一次大冰期,许多大陆上留下了冰川的遗迹。大家都知道,冰川只能在高寒之地才能形成,但让人觉得意外的是,冰川的遗迹不仅仅局限于南极洲和澳大利亚高纬度地区等苦寒之地,还分布在非洲和南美的中纬度地区,以及印度次大陆北部的低纬度等温暖炎热之地。不但如此,冰碛石上由于摩擦,清晰地记录着冰川运动的方向。这种方向表明,印度的石炭、二叠纪的冰川不是来自印度北部的喜马拉雅山,而是来自南部的热带低地。这只能用大陆漂移来解释这个吊诡的现象。

漂移之前的大陆板块示意图

魏格纳的大陆漂移还有古生物学上的证据。研究表明,在石炭、二叠纪时,地球上的植物大致可分为两类,一类是欧亚大陆的植物,属于大羽羊齿类;另一类是其他大陆(同一块大陆)的植物,属于舌羊齿类。人类最基本的常识就是,植物不可能远隔重洋千里迢迢从一个大陆“飞”到另一个大陆,特别是在那个人类还没有出现的地质年代。舌羊齿类植物如今却分布在气候并不相同的印度、非洲、澳大利亚、南美洲和南极洲等地。不同气候下能生长同类植物,这只能说明它们原来是生长在同一块大陆上。19世纪中叶,构造地质学之父、奥地利地质学家修斯认为,这块大地就是发育在印度南部的一个地层系统中,统称为冈瓦纳古陆。

当然,精确的大地测量数据也直接证实了大陆仍在缓慢而持续地水平运动。根据古地磁的资料,许多大陆现在所处的位置并不是它初始的位置,而是经过了或长或短漂移的结果。

所有这些大陆漂移的证据都汇集到《海陆的起源》这本书里。1915年,这本书正式出版,标志着大陆漂移学说正式诞生。

这样看来,魏格纳建立大陆漂移学说,并非是在1910年时的灵机一动,而是他潜心思考大地漂移、深究历史资料、实地考察地质化石、联系多种学科的结果。

给魏格纳戴上“大陆漂移学说之父”的荣誉一点也不为过。

值得一提的是,大陆漂移学说是一种假说,它是对大地固定论的一种挑战,提出了大地活动论,为板块构造学说的建立和发展奠定了基础,对地球科学的发展起了很大的推动作用。但大陆漂移的机制(原理)问题至今依然没有解决。

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