三大板块学说

(一)大陆漂移说
大陆漂移说的提出
  1620年英国人法兰西斯·培根在他提出了西半球曾经与欧洲和非洲连接的可能性。1668年法国R.P.F.普拉赛认为在大洪水以前﹐美洲与地球的其他部分不是分开的。到19世纪末﹐奥地利地质学家修斯﹐E.注意到南半球各大陆上的岩层非常一致﹐因而将它们拟合成一个单一大陆﹐称之为冈瓦纳古陆。1912年阿尔弗雷德·魏格纳正式提出了大陆漂移学说﹐并在1915年发表的《海陆的起源》一书中作了论证。由于不能更好地解释漂移的机制问题﹐当时曾受到地球物理学家的反对。20世纪50年代中期至60年代﹐随着古地磁与地震学﹑宇航观测的发展﹐使一度沉寂的大陆漂移说获得了新生﹐并为板块构造学的发展奠定了基础。
主要的证据
  大陆存在及大陆破裂﹑漂移的证据主要有
①大西洋两岸的海岸线相互对应
  特别是巴西东端的直角突出部分与非洲西岸呈直角凹进的几内亚湾非常吻合。
②大西洋两岸构造呼应
  美洲和非洲﹑欧洲在地层﹑岩石﹑构造上遥相呼应。例如北美纽芬兰一带的褶皱山系与西北欧斯堪的纳维亚半岛的褶皱山系相对应﹐都属早古生代造山带﹔非洲南端和南美阿根廷南部晚古生代构造方向﹑岩石层序和所含化石相一致。
③相邻大陆
  特别是大西洋两岸古生物具有亲缘关系。如巴西和南非石炭-二叠系的地层中均含一种生活在淡水或微咸水中的爬行类──中龙化石﹐而迄今为止世界上其他地区都未曾发现。又如主要生长于寒冷气候条件下的舌羊齿植物化石广泛分布于非洲﹑南美﹑印度﹑澳大利亚﹑南极洲等诸大陆的石炭-二叠系中。而这些大陆所在的气候带却不相同。
④石炭纪-二叠纪时
  在南美洲﹑非洲中部和南部﹑印度﹑澳大利亚都发生过广泛的冰川作用。这些地区除南美洲和南极洲外﹐目前都处于热带或温带地区。与此同时﹐在北半球除印度以外的广大地区并未到确切的晚古生代冰川遗迹﹐相反却见到许多暖热气候的生物化石。这表明上列出
现古冰川的诸大陆在当时曾相连接﹐为一个统一的大陆。
⑤现代科学的发展
为大陆漂移提供更直接的证据﹕精确的大地测量的数据证实大陆仍在缓慢地持续水平运动﹔古地磁的资料表明许多大陆块现在所处的位置并不代表它初始位置﹐而是经过了或长或短的运移。 
大陆漂移思想是一种活动论﹐它的提出是对固定论的挑战﹐并为板块构造学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。但大陆漂移的机制问题至今依然没有解决
大陆漂移说的发展历程
提出学说
济南职业学院学报  大陆漂移说是e人e本t6阿尔弗雷德·魏格纳(1880—1930)在1912一篇重要的学术论文中提出来的,并且在几年后(1915)出版的一部专著中加以发展和完善。人们几乎立刻就意识到了
这个假说潜在的革命性质,因为它要求对地理学的全部基础进行重新修订。20世纪20-30年代间,地理学家对大陆运动的观念进行了广泛的讨论,结果,反对意见几乎是同声一片。因此,魏格纳提出的地球漂移说长期以来处于我所说的理论革命阶段,直到50年代中期,不断发现的新证据才越来越对大陆可能运动的假说有利。但直到本世纪(20世纪)60年代,一场地球科学革命才真正发生。
主要特点
  这场革命的一个最突出的特点就是,处在学科工作中的地理学家普遍意识到他们正在经历一场地球科学革命。许多科学家撰写文章或专论都强调了考察大陆和地球的思维方式所发生变化的革命性质;他们写出了标题醒目的著作,如《地球科学中的革命:从大陆漂移说到板块构造说》(哈拉姆1973)或《地球科学革命的严峻年代》(格伦1982)。强调革命性不仅是后来历史性或评论性文章和书籍的特点,也是地球科学革命年代中学术论文的特点。例如,《科学》杂志中的一篇颇具新意的学术论文(奥普代克1966)的标题是“南海深海岩心的古磁研究”,它的副标题是“确定地球历史事件发生时间的革命方法”。1970年,在讨论“新的一类错误”期间,J.T.威尔逊声称最近关于地磁逆转的发现构成了地球科学中的“
革命”。在(国际科学联合会理事会的)“上地幔计划”(U.M.P.)的最终报告(1972)中,“U.M.P.实施期间提出的板块构造的统一概念”被说成是地球科学中的一场“革命”(舒利文1974,343)。
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历史评述和总结性著作
  20世纪70年代发表的有关历史评述和总结性著作(主要由母语是英语的科学家著述)所体现的革命意识在某种程度上反映了这一事实;20世纪60年代大陆漂移和板块构造说为人们所接受是与库恩1962年出版的《科学革命的结构》产生的巨大影响分不开的。因此,阿兰·考克斯(1973)安东尼·哈拉姆(1973)、乌苏拉·马文(1973)和J.T.威尔逊(1973、1976)在讨论和评述大陆漂移理论的最新发展时都特别提到了库恩。这场科学革命还由于在其后的十几年间出现了一系列出的历史著作而引人注目。这些著作有许多本身就是地球科学家撰写的,其中一些科学家亲自对这场革命做出了根本性的贡献。
魏格纳的大陆运动理论
  地质学家和地球物理学家开始对大陆漂移假说进行认真的讨论是在魏格纳的著作出版以后。
按照曾与魏格纳一起进行第一次考察的劳格·科赫的说法,大陆漂移思想是魏格纳在观察海水中冰层的分解时形成的。但是魏格纳自己只是说,大约是在1910年的圣诞节期间,他突然被大西洋两边海岸极度的相似和吻合所震惊,而这一点启发他思考大陆横向运动的可能性。
  很明显,魏格纳当时并没有认真地看待这一思想,反而认为“这是不可能的”而放弃了(魏格纳1924,5;1962,1)。但他确实在第二年秋天开始建立他的大陆运动假说。他说他当时“相当偶然地”读到了“一篇描述非洲和巴西古生代地层动物相似性的文献摘要”(马文1973,66)。在这篇摘要中,大西洋两岸远古动物化石的相同或相似被用来证明当时非常流行的、非洲和巴西之间存在陆桥的说法。例如,蛇很显然不能渡过浩瀚的大西洋。因此,在南大西洋两岸发现同样的或十分相似的蛇化石,就证明很久以前的南美洲和非洲之间存在一条陆路通道的可能性是相当大的。如果换一种相反的解释,即假设在这两个地区的大部分土地上存在极其相似但又是相对独立的生物进化过程,而这是完全不可能的。
  魏格纳对化石的相似性的印象非常深刻,但他不同意这两块大陆曾由某种形式的陆桥或由现已沉没的大陆联结起来的假说。因为这些假设需要进一步对这些陆地或陆桥的沉没或崩
解做出解释,而对于这些不存在任何科学证据。当然,大陆之间确有陆桥存在,如巴拿马地峡和曾存在过的白令地峡,但没有真正可靠的证据证明古代跨越南大西洋的陆桥。作为一种替代性的理论,魏格纳把他早年关于大陆漂移的可能性的思想重新发掘出来,并且按照他的说法,把原来纯粹是“幻想的和非实际的”、“没有任何地球科学意义的、只是一种拼图游戏似的奇思异想,上升有效的科学概念。魏格纳在1912年的一次地质学会议上,引用了各种支持证据,对他的假说作了进一步的发展,概括并总结了他的成果。他最初的两篇论文在当年的晚些时候发表。1915年他发表了专题论文《大陆和海洋的起源》。魏格纳在这部著作中,详细罗列了他所发现的所有支持大陆漂移说的证据。该著作的修订本于1920、1922和1929年陆续出版,并被译成英文、法文、西班牙文和俄文。在译自1922年德文第三版的英译本(1924)中,魏格纳的表述“Die Verschiebung der kontinente”被准确地译为“大陆位移”,但很快就被普遍使用的术语“大陆漂移”所取代。
地质学的相似性
  魏格纳将自己的论点建立在地质学和古生物学论据的基础上,而不仅仅是海岸的高度吻合,他着重强调大西洋两岸地质学的相似性。在他的著作的最后一版中,他引用了来自古
气象学的证据。1924年,他还与科本合作撰写了一部关于古气象学的专著,并由此推论地球的极地始终是在迁移的。魏格纳认为,在中生代并一直延续到不太遥远的过去。曾存在过一个巨大的总陆地或原始大陆,他将其称为“庞哥”。这块原始大陆后来破裂,庞哥碎片的分裂、位移,逐渐形成了我们今天所处的各大陆的格局。他认为,大陆漂移(或称运动、移动)的两个可能的原因是:月亮产生的潮汐力和“极地漂移”力,即由于地球自转而产生的一种离心作用。但是,魏格纳懂得,大陆运动的起因这一难题的真正答案仍有待继续寻。他在他的著作(1962,66)中写道,大陆漂移理论中的牛顿还没有出现。这话与当年居维叶、范托夫和其他一些人的心态是多么的相似。他承认,“漂移力这一难题的完整答案,可能需要很长时间才能到”。现在看来,卷积核魏格纳最根本也是最富创造力的贡献在于,他首次提出大陆和海底是地表上的两个特殊的层壳,它们在岩石构成和海拔高度上彼此不同这样一个概念。在魏格纳所处的时代,大多数科学家认为,除了太平洋以外,各大洋都有一个硅铝层海底。魏格纳的基本思路后来为板块构造说所证实。
理论革命阶段
元方是谁  尽管魏格纳的大陆漂移理论长时间处于理论革命阶段,但这并不意味着他的思想没有引起
注意或没有追随者。事实上,当时的情况远非如此!20世纪20年代,国际科学界就此展开了一系列全球性的激烈论战。1922年4月16日,在影响巨大的《自然》杂志(vol.109,p.200)上,发表了一篇未署名文章,对魏格纳著作的第二版(1920)进行了评论。这篇文章详细概括了魏格纳理论的基本观点,并希望这部著作的英文本能早日面世。“考虑到许多地质学家持强烈的反对意见”,文章的作者指出,如果魏格纳的理论最终被证实,将会发生一场与“哥白尼时代天文学观念的变革”相似的“思想革命”。一位名叫O.巴辛的人,在听了魏格纳的一次演讲后,在德国最重要的科学杂志《自然科学》(1921,219-220)上的一篇文章中写道,在柏林地理学会听过魏格纳演讲的人,“都绝对地被征服了”,魏格纳的理论得到了“普遍赞同”,尽管在随后的讨论中有过一些小心的反对意见和善意的警告。巴辛的结论是:“没有反对魏格纳的充分理由,但是,在理论得到毫无保留地接受以前,还必须到更加坚实可靠的证据。”
《地质学杂志》
  在英国《地质学杂志》1922年8月号的一篇评论中则出现了完全不同的声音,在这篇文章中,菲利普·赖克直率地指出,魏格纳“不是在探求真理,而是在为一种理由辩护,而对反
对这一理论的事实和论点置之不理”。在美国,《地理学评论》1922年10月号上发表了H.F.雷德的文章,他尖刻地指出,他所了解的所有事实无不是对大陆漂移和极地迁移理论的致命打击。在同一年秋天,大陆漂移说也成了英国科学促进会年会上探讨和争论的主题。公开发表的由W.B.怀特撰写的年会报告将这一事件描述成“活跃的也是毫无结果的”。但是,1922年3月16日的《曼彻斯特卫报》发表了F,E.维斯教授的《大陆移动:新的理论》这一署名文章。维斯指出,魏格纳的理论“对于地理学和地质学都是极为重要的”,“对于生物科学也大有禆益”。他最后总结说,这一理论“是一个极好的科学假说,它将大大激发进一步的探究”。
主要科学事件
  20世纪20年代有关大陆漂移的主要科学事件是1926年由美国石油地质学家协会在俄克拉何马州的图尔萨召开的一次辩论会,会议论文集《大陆漂移理论:魏格纳关于陆地起源和运动的论文集》于1928年出版。出席那次辩论会的有魏格纳本人和F.B.泰勒,其他11位与会者中,有8位美国人和3位欧洲人。会议主席,荷兰地质学家,马兰德石油公司副总裁W.格拉赫特为这本文集写了支持大陆漂移说的长篇序言和驳斥反对意见的后记。这两篇phh
文章占据了该文集一半以上的篇幅。一些与会者对这个理论深表怀疑,但他们的态度是宽容的,而另一些人则极力坚持他们提出的相反的地质学论据,并且故意用一种伪科学的和错误的方法为他们自己进行辩护,他们还以嘲讽的口吻宣称,他们的作法与魏格纳的思维方式和著述风格是完全一致的。从今天占优势的观点反过来看,这些批评中充满的仇视和恶意的情绪是耐人寻味的。很显然,魏格纳确实已经向地球科学和牢固的传统信仰的基础发起了正面攻击。魏格纳假说在诸多方面招致反对。首先,它直接反对几乎所有地质学家和地理学家的传统思想。这些人从懂事时起受到的一直就是旧有理论的教育,这种理论认定大陆是静止的,地表是固定不动的。大陆漂移说则认为,陆地之间存在一种相对的横向运动。这个大胆的设想就像伽利略时代的哥白尼学说一样,在世人眼中是荒谬的“异端”。其次,新的假说认为,对于最肤浅的观察者来说,地球显然是刚性的,而事实并非如此。不过,魏格纳的假说也由此带来了新的问题,正如地球物理学家哈·杰弗里斯等人很早就指出的,大陆漂移似乎需要巨大的、几乎无法想像的动力,它远远超过魏格纳本人提出的潮汐力和极地漂移力。争论的焦点似乎可以用形象的语言加以描绘:“脆弱的陆地之舟,航行在坚硬的海床上”,一般人都认为,这显然是不可能的。

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