从大陆漂移到板块构造..docx

从大陆漂移到板块构造(上)若夜空中星辰不再相互凝望闪烁，将如何继续照亮这黑暗？——Lost Stars16世纪，制图人员就注意到了某些大陆边缘参差不齐，可以拼接。19世纪，地质学家发现在全球范围内一些化石具有可对比性，某些地层在相隔遥远的大洲也惊人地相似。20世纪，奥地利地质学家Edward Suess提出在南半球曾经存在着一个统一超大陆——冈瓦纳大陆（Gondwanaland），用以解释化石地层的相似性。几年以后，德国气象学家Alfred Wegener提出了另一种观点：大陆漂移。如果大陆曾经在地球表面时而聚合，时而分散，那么古生物的相似性以及板块边缘的衔接性就可以得到完美解释。据此Alfred Wegener认为在古生代晚期-中生代早期（300-200Ma）在全球范围内存在着一个超大陆—泛大陆（Pangea）。大陆后来分离、漂移及其过程中引起的聚散可以很好地解释气候变化、火山、地震、造山运动。非洲西部和美洲东部具有可拼接性大陆漂移最初并没有得到世人的认可，然而到了20世纪60年代，它却成为板块构造，这一风靡全球地学理论的科学前奏。这些板块每年以3-10cm的速度蠕动，在板块的边界，发生着火山、地震以及造山作用。沧海桑田，海陆变迁，在漫长的地质年代里一直在变化着，只是生活于地球只有10万年的人类感觉不到她的微妙而已。大陆漂移之前：收缩理论19世纪地质学家对山脉起源一直困惑不解。它们是如何形成的？什么作用过程使这些山脉挤压成皱？当时多数人信奉大陆收缩理论。地球形成之初，为一炙热的球体，随着地质年代的时针向前拨动，地球表面发生收缩，收缩的过程中，就形成了山脉。在欧洲，Edward Suess（1831-1914）把地球比作一个“干瘪的苹果”，好似老妪布满皱纹的脸。地球表面陆地最初连为一体，内部收缩导致表面破裂，破裂处为海盆；残留处为大陆。持续的冷却，原来的陆地继续破裂，于是一个新的海盆又形成了，原来的海洋某部分则可能上升成为下一个陆地。海陆变换一直持续进行着，终成现在丰富多彩又满目疮痍的模样。?海陆的这种变换解释了许多当时令人疑惑的问题，如陆地上的海相化石和海陆交互相沉积物。Edward Suess的理论也解释了印度、非洲、南美某些化石的相似性。这种相似性其实早在中世纪就已为人们所知，达尔文的进化论又导致了新的疑问：如果这些动植物在不同的环境，不同的地域互不干扰，独自演绎，那为什么它们看起来面貌如此相似？于是有了Gondwanaland。Gondwanaland组成及其古生物化石分布Edward Suess的理论如杨贵妃与安禄山的情事被广泛讨论，许多欧洲人相信这种观点的正确性。但是在北美，James Dwight Dana（1813-1895）却以一种全新的观点诠释了大陆收缩理论。Dana认为大陆形成于地球孩童时期，那时结晶了一些低温矿物，如石英和长石。随着地球冷缩，到某个阶段，一些高温的矿物，如橄榄石和辉石也结晶了，在月球上为陨石坑，在地球上则为海洋。地球完全成为固体后，冷缩作用依旧，地球表面开始变形，海陆的边界承受不了不可承受之力，山脉最终沿边界形成。持续的收缩导致持续的变形，但是海依然是海，陆依然是陆，并没有随时间的改变而改变，因此这种理论也被称为固定论，并为后人熟知。在北美，固定论是与地槽相联系的，地槽是沿着大陆边缘不断下陷的沉积盆地。这种思想首先由James Hall（1811-1889）提出，他是纽约州立古生物学家，是美国地质学会的首任主席。?Hall注意到层林尽染下的阿巴拉契亚山脉，是由厚达几千英尺的浅水沉积物褶皱而形成的。这些浅水沉积物是怎么形成？它们又如何褶皱上升成山？Hall认为是大陆风化物质沿着水路来到这些盆地，不断的堆积引起不断地下陷，不断的下陷又导致更多的沉积物堆积，最终引起底部沉积物变热变质，形成岩石，并最终上升成山。Dana修改了Hall的观点，认为堆积的巨厚的沉积物不是盆地下陷的原因，而是下陷的结果。这种理论解释了沉积物如何堆积，但是对其转化成山却模棱两可。大陆漂移20世纪早期收缩理论受到了来自三个方面证据的挑战。第一方面的证据来自野外填图。19世纪，地质学家在瑞士Alps和北美Appalachian山脉做了大量细致工作，以确定造山带的结构。他们发现这些地区褶皱尤为发育，如果将这些褶皱拉伸变直将长达几百英里，如此巨大的陆地收缩几乎是不可能的，由此他们开始怀疑收缩理论的正确性。第二方面的证据来自大地测量学。当野外地质学家正在揭开Alps和Appalachian山脉的构造谜团时，英国的绘图人员正在室内利用“三角法”获得的测量数据绘制印度这块殖民地的地图。?1850s早些时候，负责印度调查的陆军上校George Everest发现两个测站之间的数据存在一些偏差。与天文学方法观察的纬度差值相比，用三角测量