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海陆格局的形成

时间:2022-01-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:蒋志的《地质体运动理论及其应用》在这种思路下描述了当今地球的海陆结构的形成过程。板块运动的总体方向和海陆分布的大格局就这样由地球上部的力场造就了。北美板块的西部与太平洋板块发生碰撞挤压,使太平洋板块东部的一部分参与造山运动而被北美板块吞并,形成北美大陆西缘的巨大褶皱山系。亚欧板块的北部形成了为数众多的大陆壳岛屿。印澳板块的南部使澳大利亚岛与新西兰岛分离,形成了塔斯曼盆地。

地壳运动的动力源是上述起作用的各种力的综合,在地球的脉动中,基本上都得以体现,表现为地球上部的力场导引下的地球内部的平衡移动。蒋志的《地质体运动理论及其应用》(1995年)在这种思路下描述了当今地球的海陆结构的形成过程。

●古陆的萌生

在地质过程中,地壳的行为主要由地球上部力场决定。所谓上部力场,表现为地球形状变化带来的两极压缩力、地球自转变化带来的惯性力和地球半径变化带来的侧向作用力。尽管这些变化的量不大,但对地球内部的力平衡的破坏则是相当明显的。

在地球形成之初,作为一个旋转着的长椭球的地球,在其逐渐变扁的过程中,来自两极的挤压力在南、北纬45度左右最强,其强度可达重力的1/1O,是它今日之值的1OO倍。虽然这种压缩力会随着时间的增长而变小,即使在2O亿年前它也是现在值的1O倍,它在18亿年前的作用比其后强得多,并且由于那时地球内部热能积累尚不十分高,推动地质运动的主要是这种两极挤压力。

地球自转产生的离心惯性力和纬向惯性力,不仅有区域性特征,而且有时间上交替变化的特点。在7亿年以前,离心惯性力一直是赤道向两极的,并且也发育在南、北纬45度附近,而纬向惯性力则一直是向西的。

两极压力和自转惯性力所形成的地球上部力场(见左图),是萌生古陆的驱动力。两个南北向力场、两极挤压力和离心惯性力,在南、北纬45度附近交汇,造成原始地球表面发生变化的特殊区域。纬向惯性力比较复杂,虽然方向向西,但升高半球与降低半球有差别,总的效果是升高半球的向西力大于降低半球的向西力。在这样的力场作用下,在7亿年以前的漫长地质史中,升高半球可能形成一个两向的牛轭形古陆,其北翼在北纬45度附近,南翼在南纬45度附近,两端跨赤道连接南北翼,在这中轭形古陆之间是亩海洋,降低半球的部分也是古海洋,但其中可能萌生一小块古陆——太平洋古陆。也就是说,形成地球的一半为大陆,陆中有洋;另一半为海洋,洋中有陆。这是一个对称的格局(见右图)。

●大陆的漂移

由于地球胀缩的交替发生,原始古陆经过古大西洋开闭过程而过渡到联合古陆,然后又破裂解体,冈瓦纳和劳亚以相反的方向旋转,直至南、北美洲向西漂移而重开大西洋。具体过程按时段分述如下:在前7亿一前5亿年间,地球收缩,自转加速,水平作用力向南向西期中,古大陆在前6.5亿年张开而形成大西洋,靠北极的澳大利亚向赤道漂移。在前5亿一前3亿年间,地球膨胀,自转减速,水平作用力向极向西期中,前4亿年古大西洋闭合,形成联合古陆,已越过赤道的澳大利亚向南极漂移。在前2.8亿—前1亿年间,地球收缩,自转加速,水平作用力向赤向东期中,联合古陆解体,冈瓦纳部分逆时针旋转、劳亚部分顺时针旋转各约20度,印度由南半球向赤道漂移。1亿年以来,地球膨胀,自转减速,水平作用力向极向西期中,南、北美洲向西运动,重新张开大西洋,已越过赤道的印度向北漂移。板块运动的总体方向和海陆分布的大格局就这样由地球上部的力场造就了。

●山系的形成

关于山,中国的先秦典籍《山海经》,在世界上也算得上很了不起的早期专门著作了。它包括《山经》和《海经》两部分,共有31OOO宇。其中《山经》按南、西、北、东、中的方位划分为《南山经》、《西山经》、《北山经》、《东山经》和《中山经》。《山经》主要记述黄河和长江两大流域的自然环境,共记载大山447座,其中《南山经》实记39山,《西山经》实记77山,《北山经》实记88山,《东山经》实记46山,《中山经》实记197山。《山经》以山为中心,描述了南至广东南海、北至内蒙古阴山、西至青海湖、东至舟山群岛的广大区域内的自然地貌。对每座山的地理位置、水文、动植物、矿产甚至神话传说,都有详略不一的记述。这是一种极可贵的科学尝试,然而对山的成因,除神话传说几无所述。在中国,直至宋代才有沈括朱熹依据山上的水生动植物化石,有了“高山为谷,深谷为陵”的猜测。

后人毕竟聪于古人,现代地学家从地球脉动导致的岩石板块运动找到了造山的动力。今日之科学已发展到不仅能对每座山的历史给出有根有据的分析,而且还能对全球山脉大格局的形成达到轮廓性的了解——全球新造山带构造体系。

所谓新造山带指晚近地质时期,即中生代以来形成的褶皱山脉,同时又是岩石圈中现在正在发生大规模造山运动的地带。新造山带基本位于两大狭窄的地带内,相应地两大造山带分别称为环太平洋造山带和阿尔卑斯一喜马拉雅一东南亚造山带。环太平洋造山带经菲律宾、日本和阿拉斯加,以及美洲大陆西缘的落基山脉和安第斯山脉,最后延伸至南极洲。阿尔卑斯一喜马拉雅一东南亚造山带延伸,经阿尔卑斯、喜马拉雅、印度尼西亚,最后同新几内亚相接,大体横跨北非、欧洲和亚洲。

位于太平洋板块东部的北美板块,相对于地球内圈由东北向西南方向运动。北美板块的西部与太平洋板块发生碰撞挤压,使太平洋板块东部的一部分参与造山运动而被北美板块吞并,形成北美大陆西缘的巨大褶皱山系。南美板块的运动方向是向西向北的。由于南美板块接近赤道,有一部分在赤道上,所以南美板块向西的运动胜过向北的运动,它的西部边缘与太平洋板块碰撞挤压,也使南美板块西部产生巨大的褶皱山系。北美板块与南美板块西缘的由北至南的褶皱山脉连起来成为环太平洋褶皱山系的一部分。在北美板块与南美板块的东部则形成了蜿蜒曲折而又破碎的海岸形态。

亚欧板块主要由大陆构成,由东北向西南运动,并相对印澳板块向西推进。印澳板块包括印度半岛、印度洋东部洋底、澳大利亚及其周围部分洋底。印澳板块的9个地块有5个在南半球,2个在北半球,其余2个跨越赤道,其中大部分在南半球,小部分地区在赤道以上。印澳板块作为一个整体运动板块,其方向由东南向西北。印澳板块与亚欧板块平行挤压形成了沿东西走向的褶皱山系。世界屋脊喜马拉雅、苏莱曼等山脉构成亚欧板块的阿尔卑斯一喜马拉雅一东南亚褶皱山系的一部分。亚欧板块的北部形成了为数众多的大陆壳岛屿。印澳板块的南部使澳大利亚岛与新西兰岛分离,形成了塔斯曼盆地。

总之,环太平洋造山带和阿尔卑斯一喜马拉雅一东南亚造山带就这样形成了,它大体上可以看作是全球性的连续造山体系(见左图)。

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