板块构造学说的建立

板块构造学说与大陆漂移学说、海底扩张说有什么关系？

这是科学理论之间嬗变的关系，不同科学哲学家和科学史学家都有不同的观点。我最认同的是美国科学史家托马斯·塞缪尔·库恩（Thomas Samuel Kuhn，1922～1996）的“科学革命”的理论。

1962年，库恩发表了他一生中最重要的科学哲学著作《科学革命的结构》，库恩从历史发展的角度来观察科学理论发展，认为科学和科学思想的发展是动态的，它们一般都按照“前范式科学—常规科学—革命科学—新常规科学”这样的模式发展，最著名的例子就是天文学史上的哥白尼革命，即哥白尼推翻了“地心说”，建立了“日心说”。

板块构造示意图

以板块构造学说的发展为例。当前，我们可以将板块构造学说认定为新常规科学，这门新常规科学的建立和发展，是经过一个科学革命的过程。1912年魏格纳在总结前人关于大陆漂移观念的基础上，提出了大陆漂移学说；美国人赫斯等人又根据最新的证据提出了海底扩张说。从20世纪60年代开始，由于海洋科学和地球物理学的迅猛发展，大陆漂移和海底扩张的证据越来越丰富，这些为板块构造学说的建立提供了事实证据，也是对原来的地球科学认为“地壳是固定不变”的理论进行了一次比较彻底的科学革命。

这样看来，板块构造学说并非对大陆漂移学说和海底扩张说的革命，而是在大陆漂移学说和海底扩张说基础上建立起来的新常规科学。

1967年，美国普林斯顿大学的摩根（J.Morgan）、英国剑桥大学的麦肯齐（D.P.Mekenzie）、法国的勒皮雄（X.Le Pichon）等人，把海底扩张说的基本原理扩大到整个岩石圈，并总结了岩石圈的运动和演化的总体规律，这就是板块构造学说，或称为新的全球构造理论。

板块构造学说的内容，大致可以总结如下：

1.萨维尔·勒皮雄在1968年将全球地壳划分为六大主要板块：太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块（包括大洋洲）和南极洲板块。其中除太平洋板块几乎全为海洋外，其余五个板块既包括大陆又包括海洋。此外还有至少二十个小板块，如阿拉伯板块、科克斯板块及菲律宾海板块等。

2.地震是板块撞击的结果，世界两大地震带处于板块的接界处，即环太平洋地震带主要处于太平洋板块与亚欧板块的接界处，地中海－喜马拉雅地震带主要处于印度洋和亚欧板块的接界处。

3.板块是间歇性移动的，主要表现为海底扩张。海底扩张是地幔对流的一部分。

4.地幔对流是地球内部物质的一种回旋运动，在地幔的软流层与海底之间发生。

5.地幔物质从海洋中脊（海洋中的山脉）喷出海底形成新的洋壳（大洋型地壳，分布于大洋盆地之下的地壳）板块，分向两侧移动到海洋边缘，向陆壳（大陆地壳，分布于大陆、大陆边缘海以及较小的浅海）板块俯冲，从海沟（位于海洋中的两壁较陡、狭长的、水深大于5000米的沟槽，是海底最深的地方）冲入软流层，再汇向中脊。

6.大西洋从北到南有明显的中脊，冰岛是中脊突出海面的部分；海沟主要分布于太平洋周围地区。海沟与中脊的存在是地幔对流的证据。

7.海洋中脊与海沟都是地震带，也是板块的接界处。

8.大西洋中脊两侧海底出现许多南北走向的条带，这些条带大致与中脊平行，正磁向带（与地球磁场的方向相同）与反磁向带交互并排，接近中脊处的磁性较强，年代较新，而远处则较弱较老。各条带在中脊两侧大致对称，这是物质向两侧移动的证据。在太平洋也找到了80多对对称的正反磁向条带。由此可知，地磁场方向曾经经历过多次倒转。

9.海底沉积物中也可看到近似的两侧对称条带，越接近海底中脊，沉积物越薄，垫底部分越新；越远离则相反。这说明海底物质之间向两侧等速移动，这是海底扩张导致物质不断更新的证据。

10.海底岩石形成最早的，也没有老过中生代（距今约2.5亿年～6500万年，从二叠纪－三叠纪灭绝事件开始，到白垩纪－第三纪灭绝事件为止）。这为大陆漂移理论提供了旁证。

11.大陆漂移、海底扩张、地幔对流、板块形成和运动，它们之间彼此是相关联的，它们合起来构成了板块构造理论。

由此可知，大陆漂移学说、海底扩张说和板块构造理论是不可分割的“三部曲”。它们之间并非库恩所说的科学革命的关系，不是谁替代谁的问题，而是继承和发展的问题。

当然，从整个地学发展历史来看，板块构造学说的诞生在地学发展史上是一次革命。在近200年的地质学发展史上，大地构造地质学是地质学中最活跃、最吸引人、学派最多、假说繁杂、争论尖锐的一门分支学科。