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大陆西岸的岩石板块示意图

时间:2022-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:海洋占地球表面的三分之二,是人类生存环境的重要组成部分,它是怎么形成的呢?归根结底,所有地形都是这三种能量造成的。由于板块互相摩擦,在太平洋边缘形成一圈火山,引起频繁地震,称为“太平洋火圈”。大西洋不会无限扩大,两岸边缘会出现俯冲带,南美洲和非洲最终会聚合,形成一个新的大洲。韦格纳提出的化石证据,十分有力。韦格纳又提出,板块相撞处岩石受挤压而隆起成为山脉。

海洋占地球表面的三分之二,是人类生存环境的重要组成部分,它是怎么形成的呢?在人类的生活中又扮演着什么角色呢?这一直都是人们所关心的话题。

谜题之一:塑造地貌的力量

地球的不断变化,形成现今凹凸不平的表面和各式各样的地形。这些变化通常极其缓慢,很难为人察觉,但偶尔也有急剧激烈的变化,如火山喷出熔岩,大地震动裂开,泥土随山崩泻下。这时,人类才发现塑造地貌的力量如何强大。

塑造地貌的力量,来自三种能量:地球内部的热能、太阳的热能,以及重力(地心引力)。归根结底,所有地形都是这三种能量造成的。

地球内部温度很髙,约为摄氏五千度,主要由于放射性元素分裂,释出热能。热力推动大陆板块,在地球表面漂移,引起火山喷发、地震和造山运动。

太阳系九大行星中,只有地球表面有液态的水,这也是塑造地貌的一股重要力量。太阳热力使海面和湖面的水蒸发,蒸汽上升,冷凝成云,降下为雨雪。雨水降到地面冲刷岩石,带走岩屑,造成各种地形。冰川移动,侵蚀地面,又造成一些独特的地形。太阳热力推动气流,产生风和浪,对地表起风化作用。

塑造地貌的第三种能量是重力。重力造成潮汐和山崩,潮水冲击岸边,改变地形;山崩则改变山岳的形状。雨水在重力的作用下,冲刷岩石,形成河床山谷;江河的冲刷力更强,造出了各种地形,并把岩屑砂粒带到洋底。日积月累,洋底沉积物变为岩石;遇上地壳活动,洋底隆起,把这些岩石升到地面,成为新的山脉。

谜题之二:板块构造学说

地球上所有大陆都在不断漂移,漂移速度跟指甲生长的速度相若,但产生的力量则超乎想象。地壳由七大板块构成,各自不断漂移,每年移动虽不过数公分,但经过漫长的地质年代,有些板块可能已由地球的一边漂移到另一边去了。上述学说称为板块构造学说。板块漂移是塑造地貌的最重要力量。

地壳由两种岩石板块构成,一种是大陆板块,是人类居住和活动的场所;另一种是较重的海洋板块,构成海床。大陆地壳比洋底地壳厚得多,一般厚四十公里以上;洋底地壳的厚度一般不超过八公里。

大陆地壳和洋底地壳都在地幔之上移动。地幔是地心与地壳间的厚层,密度颇大。地幔由岩石构成。由于温度髙,部分岩石半熔化,能缓慢流动,像从冰箱里刚取出的糖浆。地心是白炽的金属,温度更高。地幢在地心上,恍若一锅粥放在点着的煤气灶上。地心热量引起对流作用:下部地慢温度高,向上升起,四散流开,热量散失,然后下降。正是对流作用使大陆不断漂移。

洋底下面的对流作用,溶化洋底岩石。岩浆上升就是火山溶岩。熔岩慢慢渗出洋底,冷凝成洋底火山。堆积得较髙的,形成火山岛,例如冰岛及其旁边的瑟特塞岛,瑟特塞岛于一九六三年诞生。洋底山岭下,半熔岩石向两边散开,带动地壳的固体岩板和地幔顶层一起移开。同时,洋底山岭的火山不断喷出熔岩,熔岩冷凝,成为新的洋底地壳,取代移开了的部分。这样,新的洋底地壳不断形成,海洋板块不断扩大。大西洋西岸为北美洲板块和南美洲板块,东岸为非洲板块和欧洲板块。两岸板块被对流推开,距离每年约增加二十五公分。哥伦布一四九二年横渡大西洋时,大西洋比今天窄十二公尺左右。

假如所有洋底都不断扩大,那么,地球表面非扩阔不可。很明显,情况并非这样。相反,太平洋正在不断缩小。在太平洋边缘,海洋板块随对流沉潜到亚洲板块和美洲板块下面。由于板块互相摩擦,在太平洋边缘形成一圈火山,引起频繁地震,称为“太平洋火圈”。海洋板块潜没到地幔处,称为俯冲带(消减带),特征是有很深的海沟。最深的海沟是菲律宾海的马里亚纳海沟,深达一万一千零三十三公尺,其深度比珠穆朗玛峰的高度多出二千一百公尺。

大西洋不会无限扩大,两岸边缘会出现俯冲带,南美洲和非洲最终会聚合,形成一个新的大洲。这些板块一亿五千万年前,本来就属于同一个大洲。地球自诞生以来,漫长的四十六亿年间,大陆板块分久必合,合久必分,使无数的海洋扩展又消失,这并非新鲜事,会一直继续下去。

德国天文和气象学家韦格纳,首倡大陆漂移学说,为此终生受人讪笑。韦格纳1880年生于柏林,后来成为气象学家。他看到法国出版的一些地图,指出美洲边缘跟非洲非常吻合,大感兴趣,于是着手研究化石和气候纪录。

1915年,韦格纳发表大陆漂移学说,认为地球虽然看似固体岩石球,其实大陆板块在地表漂移。他列举证据,指出大陆板块曾经分裂,并离开原来的位置,但无法解释所需的巨大力量来自何处。他深信,非洲边缘与南美洲边缘配合得天衣无缝,绝非偶然,所有大陆板块曾属于同一个超级大陆,被海水包围,他称之为联合古陆。韦格纳从各大洲中找到类似的岩石和化石。例如在巴西和南非都找到舌羊齿植物的化石,由此推测二亿年前这两个板块间没有大西洋阻隔。韦格纳认为西伯利亚埋有必须形成于热带的煤,非洲发现古冰川遗迹,这一切都表明大陆板块曾由一个气候带漂移到另一个气候带。

韦格纳提出的化石证据,十分有力。达尔文早已指出,生物若彼此隔绝,会向不同方向演化。所以形形色色的生物若显然由同一先祖演化而来,当初必定处于同一地区,后来因受到分隔,才演化成不同形态。有些地质学家认为,非洲与南美洲之间曾有陆桥相连,后来陆桥断裂,动物再也不能在两个大洲来往了。韦格纳又提出,板块相撞处岩石受挤压而隆起成为山脉。而一般地质学家相信是地球收缩,使地壳起皱成为山脉的,就像苹果久置外皮起皱那样。

1930年,韦格纳在格陵兰探险时去世,终年五十岁。二十多年后,他的学说才被公众接受。1931年,英国地质学家霍姆斯提出,半液态地幔的对流可引起部分地壳移动。1963年获得确凿证据,证明洋底扩展,把大陆板块向两旁推开。熔岩凝固时,会录下地球磁场。地球磁场过去逆转多次。现已发现,洋底山脊两边地壳录下的磁场记录完全对称,而且,离山脊越远的岩石越古老。显然证明,熔岩从山脊中部涌出,构成新生地壳,继而向两边移开。科学家终于找到韦格纳大陆漂移学说中所需的动力。

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