一、 日本會沉沒嗎?
日本沉沒,這是一個很能引起人們熱議的話題。可能是由於日本多發地震火山活動,所以日本人也非常有憂患意識,他們曾經拍攝過一部叫做《日本沉沒》的電影;在中國,出於歷史和現實原因,人們對於這一話題也是興(xi)趣(wen)很(le)大(jian)。但是日本真會沉沒嗎?
目前地質學家們中有一種猜測,認為日本不止不會沉沒,還會繼續長高長大,並最終和歐亞大陸拼合到一起。要理解這個理論,我們可以先看看板塊理論。
二、 板塊是怎麼運動的?
講到板塊運動,幾乎所有的書本或者是文章都要提到一個人:魏格納。
1910年,躺在病床上的魏格納看到世界地圖上大西洋兩岸的輪廓幾乎可以完美拼合,於是引發了對於地質的興趣,於是開始研究地球各個大陸之間的關聯。1912年,他提出了系統性的大陸漂移說概念,1915年出版《海陸的起源》,但是作為先行者遇到的阻力是很大的,當時主流的地質學界瘋狂批評他的這個學說,為了尋找更多的證據,魏格納多次深入格陵蘭島進行科學考察,1930年,他在第三次考察中不幸罹難[1]。
傳統地質學界反對魏格納大陸漂移學說的原因主要是魏格納沒辦法提出大陸漂移的動力學原因。如此巨大的大陸,它們是在什麼力量的驅動下運動的呢?這個問題在魏格納去世後的30年間不斷困擾著科學家們。
30年後的1960年,在冷戰的背景下,美蘇兩國都派出了大量的海洋地質考察船考察海洋地質地貌(為了給潛艇提供數據),在考察過程中,美國的科學家發現了海洋中洋中脊的存在。洋中脊是存在於海洋中的一系列海底山脈,這些山脈是由火山活動形成的,至今都還在噴發。
洋中脊的發現解決了困擾科學家們的動力問題。大陸漂移說開始被科學家們廣泛接受,並成為人們如今熟悉的板塊運動學說。板塊運動學說認為地球內部由地殼、地幔、地核三部分構成,越往深處走,物質的密度越大。也就是說,地幔是「漂浮」在地核之上,地殼又是「漂浮」在地幔之上的。
地核的溫度非常高,能夠達到6000℃,太陽表面的溫度也不過如此了。地核無時無刻不在烘烤著地幔物質。地幔物質是一種類似於橡皮泥的狀態,這種狀態被我們成為塑性狀態。在烘烤下,熱的地幔物質向上拱,冷的地幔物質向下沉,這個過程叫做地幔熱對流。
地幔熱對流時,地幔物質被加熱,其中有一部分地幔物質以巖漿的形式衝破地殼,擠出地殼,就形成了洋中脊。地幔物質的熱對流是非常緩慢的,時間尺度可能是數億年。地幔這種緩慢的對流也在影響著地殼的運動,被「馱」著的地殼隨著地幔一起運動,這就是地殼運動的動力來源。
三、 海洋和陸地的生老病死
板塊運動提出以後,有一個叫做威爾遜的地質學家提出了一個海洋和陸地生老病死的循環理論:威爾遜旋迴[2-3]。這個理論認為,海洋和陸地就好像是人一樣,從幼年到老年,最終消失。
(1)胚胎期:大陸地殼拉張開裂形成大陸裂谷,如東非裂谷。
(2)幼年期:大陸地殼繼續拉張開裂,出現狹窄的海灣,如紅海、亞丁灣。
(3)成年期:大陸繼續開裂,出現大洋和洋殼,同時洋殼中出現洋中脊,大洋迅速擴張,如大西洋。
(4)中年期:大洋中脊向兩側擴張,海洋邊緣出現板塊之間的碰撞與俯衝消減,海洋總面積開始縮小,如太平洋。
(5) 老年期:洋殼縮小,兩側陸殼地塊相互靠近,中間僅殘留小型洋殼盆地,如地中海。
(6)消亡期:海洋消失,大陸碰撞,大陸碰撞的地方隆起形成山脈,如喜馬拉雅山脈、阿爾卑斯山等
四、 回到日本沉沒的問題
日本列島是怎麼形成的呢?因為太平洋板塊向歐亞板塊下俯衝,在俯衝的邊緣處形成隆起,這就是日本列島形成的原因,同時在靠近太平洋一側形成一個板塊拼合的裂縫,這就是馬裡亞納海溝。
所以,我們如今看到日本是一個地震火山多發的地帶,這是因為太平洋板塊在與歐亞板塊碰撞,可以這麼理解,每一次日本的火山和地震,都說明日本更高面積更大了,經過很多年以後,日本可能最終與歐亞板塊拼合起來成為大陸的一部分。
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參考文獻:
[1]路甬祥.地球科學的革命——紀念大陸漂移學說發表100周年[J].科學與社會,2012,2(03):1-12.
[2].大洋的生長和消亡[J].太平洋學報,2017,25(03):96.
[3]Susanne J.H. Buiter,Trond H. Torsvik. A review of Wilson Cycle plate margins: A role for mantle plumes in continental break-up along sutures?[J]. Gondwana Research,2014,26(2).