S03E50滄海桑田:從大陸漂移到板塊構造

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地球面貌的基本輪廓是如何形成的？這是大地構造學的一個基本問題，也是整個地球科學的重要問題，更是人類對自己的家園所發出的最深刻的疑問之一。對此，人類長期以來都有著不同的假設。上世紀初，德國地質學家阿爾弗雷德-魏格納提出了大陸漂移說，有力地衝擊了傳統的大陸固定觀念，開始了大陸漂移論和大陸固定論之間的激烈爭論。最終，經過漫長的探索，大陸漂移理論以板塊構造說的新形勢取得了決定性勝利，從而以一種更清晰明快的方式，向我們解釋了地球面貌基本輪廓的成因，並展示了大陸有分有合、海洋有生有滅的活躍的地球歷史圖景。所以今天，就讓我們走進這近這一段漫長曲折的探索歷程，也走進地球歷史的滄桑巨變。歡迎收看大型娛樂節目回到2049第三季第50集《滄海桑田：從大陸漂移到板塊構造》。

在近代自然科學的最初階段，形上學的地球觀曾一度佔據統治地位，該觀點認為，地球自古以來沒有什麼大的變化，現在的地球面貌從來都是這樣存在著的。在19世紀30年代，英國地質學家查爾斯-萊爾在《地質學原理》一書中，用地球發展的「均變論」和「將今論古」的方法，論證了地球有著數億年的演化歷史。不過，雖然萊爾的理論承認地球是動態的，但他在地球面貌的基本輪廓方面，並沒有突破傳統地球觀的束縛。而在萊爾之後發展起來的近代地質學中，大陸固定、海洋永存的觀念也被作為一個定論繼承下來，並且得到了地球冷縮說的支持。地球冷縮說認為，地球是由熾熱狀態逐漸冷卻而成的，由於冷卻，地球的體積和面積都逐漸在縮小，從而使得地殼產生了水平方向的擠壓力，正是這一推擠力，造成了地層的褶皺、斷裂和地殼的升降運動。

查爾斯·萊爾

不過，雖然在19世紀，大陸漂移學說還遠未建立，但事實上，大陸漂移這一理論的萌芽早已在人們心中萌發。

從1492年開始，以哥倫布、達-伽馬和麥哲倫等為代表的大航海揭開了人類歷史的新篇章，進而拉開了地理大發現時代的帷幕。這些地理大發現在地球科學史上的巨大貢獻，主要可以概括為兩個方面：一是繼承了古希臘的大地球形觀，重新發現了地球。二是促使資本原始積累，驅使新興資產階級跑遍全世界，調查並進而掠奪世界資源，從而積累了各大洲的基本地球資料。在上述地球資料的基礎上，1568年，荷蘭人墨卡託突破了古希臘託勒密的地圖投影法，創立了能更好用於航海的墨卡託投影法，並繪製了第一張包括有新大陸的世界地圖。在這幅地圖上，以大西洋為中心，新舊大陸分列於兩邊。這一全新的視角，給全球規模的大陸漂移思想的出現，提供了契機。這是因為，大西洋兩岸海岸線形狀的相似性給了人們巨大的啟發。

墨卡託

墨卡託繪製的世界地圖

1620年，英國哲學家培根在《新工具》一書中指出，這種吻合現象不大可能是偶然的巧合，但為什麼會如此，培根沒有進行進一步的解釋。1658年，法國人普雷賽在論文中提出，大西洋兩側的大陸是在諾亞大洪水時才分開的。1800年，一人一座科學院的洪堡也提出了相似的推測，他認為，大西洋原先是波浪寬的一條大河，諾亞方舟曾經行駛其中。1858年，法國地理學家安東尼奧-斯尼德-佩利格裡尼的理論，首次使人們得以接近真相。他根據大西洋兩邊大陸的生物、古生物的親緣關係，推測大西洋是由大陸漂移形成的。他在《地球形成及其奧秘》一書中，解釋歐洲和北美洲的煤層中距今3億年的植物化石為什麼如此相同時，還專門繪製了示意圖，來說明大西洋兩岸的這兩塊大陸，當時正好可以拼合在一起。

到了19世紀末，達爾文的次子、英國天文學家喬治-達爾文與費希爾共同提出了月球來自地球的假設，他們認為，月球原先是太平洋中的一塊陸地，由於地球旋轉的離心力，或是被經過的星球所吸引從而離開地球。1882年，費希爾進一步提出，在地殼一部分離開地球形成月球之後，地殼重新調整位置，大陸發生了大規模的水平運動。

至此我們已經看出，大陸漂移的學說其實早在魏格納之前便已經萌發。而第一個從科學上對大陸漂移進行論證的人則是奧地利地質學家修斯。19世紀末，修斯在《地球的面貌》一書中指出，南半球各大陸按陸層的相似性，可以拼合為一個以印非大陸為核心的巨大的岡瓦納古陸。而位於南方的岡瓦納古陸和北面的歐亞大陸之間的，則是特提斯洋。

修斯

就在地質學家紛紛對地球面貌輪廓的演進做出猜想的時期，人類社會也在發生著重大變革。19世紀末20世紀初，自由資本主義開始向壟斷資本主義發展，為了掠奪原材料和擴大市場，大批探險隊和科學考察隊深入到世界各地，收集了大批新的地質、地理資料，這些新資料進一步動搖了大陸固定論的基礎。

但我們都清楚的是，真理的被接受總要經歷一個曲折的過程。事實上，有一個現象在大航海之後就開始被人們發現了，那就是一些被海洋相隔的大陸上，不論是現有的生物之間，還是古生物之間，有著普遍的親緣關係。雖然在19世紀中期，已經有人比如前面說到的佩利格裡尼，藉此認為大陸是漂移的，但到上世紀初時，解釋這一現象的處於統治地位的理論仍是「陸橋說」，該理論認為，在地質歷史時期，兩大陸間有過狹長的陸地的連接，這被稱為「陸橋」，生物可以通過它來實現遷移或傳播，後來陸橋沉沒了，兩大陸才被海洋隔開。

巴拿馬地峽陸橋

可以說，陸橋說確實有著一定的說服力。比如說，在石炭紀至二疊紀時期，也就是距今3.55億年-2.5億年前，地球上的古生物屬於兩個主要的類群，一是「大羽羊齒類」，分布於歐亞大陸。另一大類則是「舌羊齒類」，分布於印度、非洲和南半球諸大陸。對於舌羊齒類生物來說，它們是陸生植物，難以逾越萬裡大洋從一個大陸遷移到另一個大陸。而另一方面，舌羊齒類的分布又是如此廣泛，於是對此，人們只能用石炭紀、二疊紀存在著陸地的連接來說明。另外，在二疊紀、三疊紀時期，爬行動物的全球性分布，也可以用陸橋說來解釋。根據統計，人們還推測出了地球上當時存在的大規模陸橋，比如說澳大利亞-印度-馬達加斯加-非洲之間的陸橋、非洲-南美洲之間的陸橋，以及歐洲-北美洲之間的陸橋。

毫無疑問，陸橋說維護了傳統的大陸固定觀念，所以得到了人們的廣泛認可。而陸橋說擁護者則企圖從生物、古生物的親緣關係，來尋找地球上存在過的各個陸橋。但是事與願違，人們工作得越深入，就發現陸橋說的漏洞越多，而隨著新發現的不斷出現，陸橋說遭到了前所未有的挑戰。比如胡安-費爾南德斯群島的植物區系與鄰近的南美大陸植物區系間沒有親緣關係，卻與被海洋相隔很遠的火地島、南極洲、紐西蘭與太平洋諸島的區系有親緣關係。類似的情況還有很多，這種現象顯然很難用陸橋說來解釋。

同時，人們尋找陸橋也遭遇了困難。我們知道，大陸地殼以花崗巖質為主，海洋地殼以玄武巖質為主，兩者的質地本就不同，那麼如果陸橋確實存在過而後來沉入海底的話，按理說，應該很容易被找到才是。再者，如果存在過長達幾百、幾千公裡的陸橋，後來竟完完全全被海洋淹沒，這也是不可思議的。雖然在海洋中存在著洋中脊，這些海底山脈很有可能是陸橋的候選，但它們都是與海岸線平行而不是垂直的，所以洋中脊顯然也不可能是曾經的陸橋。看來，要想解釋兩大陸生物、古生物的相似性，用大陸漂移的理論來解釋，就順理成章多了。

全球洋中脊

對陸橋說更為致命的打擊，則是相隔很遠的兩大陸的古氣候、地層、構造、巖相等方面的相似性、連續性現象，這些就更不是陸橋說所能解釋的。動物有腳可以自己走，但就算有陸橋，地層與巖石自己是絕對走不過去的，這就進一步促進了大陸漂移思想的發展。比如說人們發現，在北半球，沒有石炭紀、二疊紀的冰川遺蹟，而且植物化石證據顯示，在這一時期中，熱帶氣候在北半球佔據優勢。但在南半球，卻普遍存在著石炭紀、二疊紀的冰川遺蹟，而在非洲和印度，冰川遺蹟甚至靠近了赤道。所以，如果大陸從來沒有漂移過的話，那麼在石炭紀、二疊紀這一歷史時期中，北半球是熱帶氣候佔優，而南半球則幾乎被冰川覆蓋，這顯然是不可能的。但是，如果南半球的陸地曾聚合在一起，後來才漂移開來，這樣一來，南半球的冰川範圍就不會大得那樣匪夷所思了。更令人驚訝的則是，印度的石炭紀、二疊紀的冰川還不是來自北部的喜馬拉雅山區，而是來自印度南部現在屬於熱帶的平坦地區，這就說明，這些冰川來源一定是當年的地球高緯度地區。於是人們推斷，在石炭紀、二疊紀時期，南半球的大陸以南極為中心聚合在一起。

至此，陸橋說可以算是被推翻了。同樣遭遇挑戰的還有「地球冷縮說」。

1852年，法國地質學家博蒙提出了地球冷縮說。該學說認為，地殼因冷卻而產生收縮，於是便在地球表面形成了褶皺山脈。該學說曾得到了普遍承認，並用來解釋地球的基本面貌。不過，雖然冷縮說論證了地殼因冷卻而發生水平運動的可能性，但卻在根本上否定了地殼大規模水平運動的可能性。乍一看，冷縮說是很有道理的，但在上世紀初，致命一擊也到來了。上世紀初，義大利與瑞士間開鑿辛普朗隧道，隧道的開掘，為人們清楚地揭示了阿爾卑斯山的、形成於第三紀時期的強烈的褶皺地層剖面。計算顯示，僅僅是冷縮形成阿爾卑斯山的第三紀褶皺，整個地殼就需要降溫2400℃，就更別提那些更大、更古老的褶皺了。可見，如果這些褶皺真的是冷縮形成的話，那麼遠古地球的溫度估計快趕上太陽了，這不瘋了麼。同時，1905年，英國人喬利發現了地殼巖石中的放射性元素，大量放射性元素所放出的大量熱，會大大抵消地殼向太空的散熱，可見，要想使地殼冷卻，地球自己首先不答應，這就使得地球因冷卻而收縮的說法行不通了。

辛普朗隧道

至此，陸橋說和冷縮說的紛紛倒閉，就徹底動搖了大陸固定的基礎。不過，要想讓魏格納橫空出世，人類還需要一次助攻，這次助攻來自於美國地質學家克勞倫斯-愛德華-達頓。

1889年，達頓創立了「地殼均衡說」，該理論認為，海陸物質成分不同、比重不同，陸地比重比海洋地殼小，所以，大陸就好像一個漂浮在整個海洋地殼上的浮體。通常情況下，大陸的重力和浮力相等，大陸處於平衡狀態，不會上下運動，所以稱之為「地殼均衡說」。可見，地殼均衡實際上是大陸漂移的物理學術語，因為大陸既然只是處於平衡狀態的浮體，那麼當受到外力作用時，自然可以運動，而且不僅有垂直運動，還可以有水平運動。由此，地殼均衡說的產生，就成為了大陸漂移說的基礎。

所有的鋪墊都已經完成後，時代需要一個人來發出振聾發聵的一聲吶喊了，魏格納閃亮登場了。

魏格納

1912年，魏格納發表了他的理論，1915年，他又全面系統地闡述了這個新理論。他認為，在地質歷史上的古生代，也就是距今約5.7億年至2.3億年前，全地球只有一塊巨大的陸地，魏格納將其命名為「聯合古陸」，在古陸的周圍，則是汪洋大海。從中生代開始，也就是距今約2.5億年前，聯合古陸開始分裂、漂移，逐漸成為了現在的幾個大陸和無數島嶼，原始大洋則被分割成了幾個大洋和若干小海。

現在我們津津樂道於魏格納躺在病床上發現大陸漂移的故事，但事實上，在20世紀初，魏格納也並非第一個提出大陸漂移說的人。1908年，美國人貝克曾提出，兩億年前，所有大陸曾圍繞南極大陸聯結在一起。1910年，美國人泰勒也曾發表了一系列論述大陸水平漂移的論文，他推斷，亞洲曾從赤道向北漂移，而美洲則向西漂移過。不過，雖然貝克與泰勒都提出過大陸漂移的學說，但是對大陸漂移理論進行堅持不懈工作、全面系統總結，並出版專著的，唯有魏格納，所以今天，我們公認魏格納是大陸漂移說的創始人。

老魏不僅是位思想敏捷、富於創新的人，而且更是位腳踏實地、不畏艱險的人。雖然現在我們把魏格納視作現代地質學的旗手，但實際上，他並非地質學家，而是一位氣象學家。他在大氣動力學、熱力學、大氣折射、雲的光學現象、聲波以及地球物理儀器等領域，有著傑出的貢獻。1906年，魏格納先後兩次遠赴格陵蘭探險，考察極地氣團與冰川。1910年，在一次偶然閱讀世界地圖時，他被大西洋兩岸的相似性所吸引，感到南美東海岸與非洲西海岸一凹一凸互相對應，似乎可以完美地拼接到一起。1911年，魏格納偶然在一些文獻中看到一種根據古生物分布情況的比較，而認為巴西與非洲之間曾經連接的論述。這引發了他極大的興趣，並毅然決定轉行研究地質學問題，他開始尋求證據，力圖發展大陸漂移思想。1912年1月6日，魏格納在法蘭克福地質協會上做了題為《根據地球物理學論地殼輪廓的形成》的演講，4天後的10日，又在馬爾堡科學協會做了題為《大陸的水平位移》的演講。這兩篇演講稿便是魏格納關於大陸漂移的科學假設。

身在格陵蘭的魏格納

1914年，魏格納應徵入伍參加第一次世界大戰，但即便是在戰爭中，他也仍然念念不忘大陸漂移問題。1915年，魏格納在戰鬥中受重傷，塞翁失馬焉知非福，魏格納利用休假的機會，開始廣泛收集資料，全面系統地論證自己的新學說。同年，他出版了《海陸的起源》一書，這是地質學史上劃時代的一部著作，從此，地質學掀開了新的一頁。

魏格納的大陸漂移說一經出現，便震動了整個地球科學界，同時也引起了廣泛的研究和爭論。《海陸的起源》第一版問世後，先後出了三個修訂版，而1922年的版本，更是被翻譯成英語、法語、西班牙語、瑞典語、俄語、日語、漢語等多種文字，從而將大陸漂移說播撒到了全世界，為魏格納吸引了大批粉絲。1926年，首屆大陸漂移學說討論會於紐約舉辦，會上14個主要發言人中，有5人贊同、7人反對、2人有保留地支持，雙方勢均力敵，爭論十分激烈。但魏格納對自己的學說充滿信心，為尋找美洲離開歐洲漂移的直接證據，1929年後，魏格納又先後兩次領導探險隊深入格陵蘭探險，測量格陵蘭經度。1930年11月1日，這天是魏格納50歲的生日，他由格陵蘭營地出發前往西海岸，但從此便再也沒有了消息。他在格陵蘭荒涼的冰原上的第4次考察中遇難，為科學獻出了自己的生命。

我們知道，所有的新學說，不論好壞，都有一個共同點，那就是不同於流行在當時的傳統觀點，所以也必然會遭到傳統力量的反對。畢竟依據習慣勢力，採取否定態度來反對新觀點、新理論，對任何人來說都是相對容易的。大陸漂移說也一樣，在魏格納意外犧牲後，看似已是強弩之末的大陸論迎來了迴光返照的時刻，開始了強大的反撲，這使得新的大陸漂移理論在上世紀30,40年代沉寂了下來。

確實，魏格納為論證大陸漂移說搜集了不少證據，但是後來人們發現，這些證據中有說服力的並不多，有些證據可以有著不同的解釋。比如說，當時人們還沒有得到大陸水平運動的直接證據，魏格納所測到的格陵蘭離開歐洲向西漂移的數據，固然可以支持大陸漂移，但同時也被認為是觀測誤差所允許的範圍內。更有甚者，魏格納為解釋某些現象所提出的理論有時又是矛盾的。也就是說，魏格納雖然極力搜尋著證據，但卻在無意中為對手的攻擊埋下了隱患。比如說，魏格納在漂移的物理機制上的有關解釋就有著明顯的矛盾。他認為大陸漂移就像船在水中航行一樣，不斷衝開海洋地殼前進，這顯然是說大陸地殼的剛性要比海洋地殼大得多。但另一方面他又認為，縱貫南北美洲西部、南北向的巨大的科迪勒拉山系，是美洲大陸向西漂移，遇到太平洋地殼的阻擋擠壓而形成的，可見，這裡魏格納的觀點又變成了大陸地殼的剛性要比海洋地殼小。這顯然是無法自圓其說的。

科迪勒拉山系

另外，魏格納對「大陸漂移的動力」這一問題，也沒有給出令人信服的解釋。他曾對離極向赤漂移力寄予厚望，所謂的離極向赤漂移力，是指在地球自轉離心力的緯度差異下產生的一種力，但地球物理學家計算這個力很小，根本不可能引起大陸大規模的漂移。魏格納還想到了由東向西的潮汐力，但在定量上也經不起考驗。當時英國地球物理學權威傑弗裡斯就這樣評價魏格納的大陸漂移說，說它：定量不夠，定性不當，我們所需了解的，他什麼也沒有說明。雖說傑弗裡斯的評價未免武斷，但著實有著一定的道理。除此之外，還有些科學家雖然在自己的學科中被迫接受有關證據，但卻又引用其他學科的證據來反對。也有人乾脆不管三七二十一，不提出任何理由，老子就是全盤否定。

就這樣，由於魏格納學說自身存在的缺點以及一些權威、同行們的反對，在很長一段時間內，人們心中就產生了這樣一個印象，那就是似乎魏格納所提出的的證據都是錯誤的，大陸漂移純粹是虛構的。而在種種評價中，首屆大陸漂移學說討論會主席，荷蘭地質學家瓦特舒特在《關於提交會議的論文的評述》中的評價，還是比較中肯和客觀的，他認為，大陸漂移學說資料不足，某些論點不肯定，但總的來說，不能說它毫無根據，而且大陸漂移說在解釋古生物分布之謎方面比陸橋說要好，在解釋大西洋兩岸地質對比等方面，也比其他學說似乎更可取。而至於大西洋兩岸海岸的相似性，瓦特舒特指出，大規模位移之後，雖然我們不能期待完完全全的吻合，但形狀大體是相似的，並且實際上保存了下來。一些反對者認為，魏格納的大陸漂移說僅限於地球史的近期，對於此，瓦特舒特認為，在遙遠的遠古時代，可能有也可能沒有發生大規模的大陸漂移，但至少，魏格納討論了大陸的歷史。

總之，不論如何，在沒有新的肯定或否定的證據發現之前，學術界對這一問題的爭論已經失去了興趣，不論是曾經那些狂熱的擁護者，還是激烈的反對者，似乎人們都不甘心以自己的聲譽冒險去發表關於大陸漂移的長篇大論的文章，廣大地球科學家各自保留自己的觀點，又開始全神貫注忙乎自己的事情去了。

不過，這世上總有不信邪的人存在，魏格納雖然犧牲了，大陸漂移說雖然沉寂了，但仍有少數地質學家堅持堅持這一觀點。這是因為，地質學家們清楚地認識到，地質現象是十分複雜的，所以，他們習慣於用現實主義的地質歸納法，由現存的構造形跡來追溯古代的構造運動。與地質學家相對的則是物理學家，物理學家擅長使用的是演繹法，也就是用已有的定律、公式，來推論、解釋複雜的地球現象，對此，地質學家是不以為然的。地質學家認為，地球物理學家們僅僅因為機制、動力沒有解決，就根本否定大陸漂移存在的做法是狹隘的。他們相信，機制和動力問題將來會解決的，這一點我們暫且不管留給後來人，但僅僅從我們目前的地質證據出發，大陸漂移是無法否定的。

比如說，南非人杜託伊特就從南半球各大陸石炭紀、二疊紀的冰川遺蹟，以及地層的相似性與連續性出發，堅持大陸漂移理論。不過，很多支持者其實也和杜託伊特一樣，從證據出發堅信大陸漂移，但卻並不能給予魏格納以根本上的幫助。而在零星的支持者中，有一個重量級人物，這便是英國英國地質學家霍姆斯。事實上，就在魏格納犧牲的前一年，霍姆斯便提出了足以挽救大陸漂移說的理論。1928年，霍姆斯發表《放射性活動與地球運動》一文，在這篇文章中，他提出了「地幔對流說」，這一學說更合理地解釋了大陸漂移機制問題。霍姆斯認為，巖石中普遍含有放射性物質，其釋放的能量幾乎全部變成熱能。而地幔內只需要含有1/700的放射性物質，便能使地幔保持可塑性，使其有發生對流的可能。霍姆斯解釋道，在對流的早期階段，上升的地幔流朝原始大陸的中心部分上升，然後分成兩股向兩邊流動，最終把大陸扯破，並牽引兩大陸不斷分離漂移。而當前進中的地幔流碰到從對面來的另一股地幔流時，就會轉向下流，此時，大陸漂移就會告一段落。地幔對流說認為，大陸漂移並不像船衝開海水航行一樣，而是流動的地幔物質帶著大陸前進，這就解決了魏格納碰到的矛盾。不過，由於當時的人們還無法了解地幔情況，所以地幔對流說在無法肯定也無法否定的情況下，也僅僅是作為一個假設而留在霍姆斯自己撰寫的教科書中。而在強大的傳統壓力下，霍姆斯自己也是萬分謹慎，所以在教科書的結尾他又特別申明：此類純屬臆想的概念，特為適應需要而設，在其取得獨立的證據支持之前，不可能有什麼科學價值。所以就這樣，魏格納至死也不知道這個地幔對流。

霍姆斯

地幔對流

可見，在上世紀30,40年代，大陸漂移說走進這樣一個尷尬的死胡同，支持者們要麼絕對支持，但卻拿不出說服整個學術界的證據。要麼有可能拿出了改變大陸漂移說命運的理論、支持大陸漂移說的證據，但卻不敢說。人們似乎都有著自己的小算盤，抑或說是苦衷，這都可以理解，畢竟沒有經過風浪檢驗的真理，那就是耍流氓，比如說某些人說話，說完了之後就有一堆人起鬨說，這就是真理，我們要跟著走啊，要堅持各種自信啊，堅定不移的，以下省略一萬字。

說到這兒，我們就不得不提我國科學家的貢獻了。就在大陸漂移說沉寂下來之時，中國地質學界的主流卻不是大陸固定論，而是活動論。首先應該提到的便是李四光，以及他的修斯-泰勒-李四光大陸漂移體系。在爭論最激烈的1926年，李四光發表了他的地質力學論文《地球表面形象變遷之主因》，繼承和發展了修斯和泰勒的學術路線，並在這一領域做了大量工作，終於在40年代創立了地質力學，形成了修斯-泰勒-李四光體系。這一體系的特點是繼承、發揚現實主義地質歸納法，用區域構造形跡的綜合研究，追溯地殼構造運動，確定大陸水平運動的存在及其方向。

李四光

除了李四光之外，同時期，我國還有不少地質學家堅持大陸漂移說。比如在上世紀30年代，我國古生物學家趙金科與美國地質學家葛利普創立了「極控學說」。葛利普以魏格納的聯合古陸為基礎，編制了一張寒武紀古地理圖，他發現，如果將聯合古陸放在地球的一極，那麼寒武紀的地槽將圍繞地極作同心圓分布。1936年，趙金科在《震旦紀地槽與泛大陸概念》一文中，詳細對比了全球震旦紀，同樣發現，在聯合古陸的背景下，震旦紀地槽也做同心圓分布。如此看來，在震旦紀與寒武紀時期，也就是距今6.2億-4.85億年前，全球很多大陸確實曾連接為一體。

除了李四光與趙金科之外，支持大陸漂移說的我國科學家還有黃汲清與章士釗等人。黃汲清以大陸漂移觀點，闡述了他的大地構造基本理論，並用以解釋地球上的個別構造形成於大陸的水平位移。而章士釗則認為，環太平洋大陸塊向大洋的水平運動，形成了環太平洋造山帶。

總之，正是他們，不僅成為大陸漂移理論的地質學方面的支持者，也在大陸漂移理論普遍被學術界拋棄時，成為了最有力的堅持者，使得大陸漂移理論沒有銷聲匿跡。

當然了，堅持是堅持，大陸漂移說要想真正登堂入室，還需要更為有說服力的證據出現。正所謂，一個理論的命運它自己不能預料，這既要靠自我奮鬥，更要考慮到歷史的進程。幾十年來，自我奮鬥是足夠了，魏格納都奮鬥犧牲了，現在就要靜靜等待歷史進程的到來。好在，這一等待並不漫長。

上世紀40年代，英國物理學家布萊克特提出了有關太陽和地球等行星的磁場成因理論，為了驗證他的理論，布萊克特花費數年時間，研製成了可測準至1/1000萬高斯磁場強度的精密地磁儀，這套儀器為測定巖石中微弱的「熱剩磁」提供了可能。所謂的熱剩磁，是巖漿中的磁性產物在冷卻過程中，達到一定溫度後，磁性礦物中的磁分子便順著地球磁場磁力線方向，排列成為永久磁石狀態的現象。1957年，布萊克特發現，在不同地質時期中，地磁極是在移動的。移動就移動，這不要緊，但是接下來發生的事情就有點匪夷所思了，布萊克特根據歐洲的巖石標本測定的磁化方向，以及北美標本測定的磁化方向，分別畫出了磁極的移動軌跡，由軌跡可以明顯地看出，歐洲和北美巖石標本所記錄的地磁極移動軌跡並不重合，彼此存在著有規律的偏差。由於地磁場的主要部分為偶極磁場，這是確定無疑的，所以根本不可能在地球上同時存在著兩對地磁極。那麼該如何解釋這一現象呢？布萊克特認為，原因很簡單，那就是北美大陸相對於歐洲大陸，曾向西移動了30°。於是，布萊克特將現在的北美相對歐洲向東旋轉了30°，結果果然地磁極移動軌跡在兩處變得一致了。這就等於告訴我們，在地質歷史的某個時期，大西洋並不存在，歐洲、北美是連在一起的，兩大洲現在的分離，是後來大陸發生大規模相對水平位移而造成的，這種現象在南美洲和非洲也相似。有了這個有力的論據，大陸漂移說感慨道：我胡漢三又回來了。

同時，上世紀40年代以後，由於發現海洋是地球上最大的連續礦體，所以激起了人們對洋底探索的熱情。海洋探索技術中出現了深海鑽探、海底打撈等工程技術，以及聲吶、海洋重力、地磁、地熱測量儀等先進裝備，在這些新技術的輔助下，人類開展了一系列大規模的國際地球科學考察計劃。由此，洋底資料迅速豐富起來，出現了一系列重大發現，推動了復興後的大陸漂移說飛速發展起來。這其中主要有四個方面，關於這四個方面比較複雜，我就簡單說一下，相信各位老闆們聽到名字，估計就明白了它對大陸漂移說的意義何在了。

一是海底地貌。這主要包括四大發現：洋中脊、深海溝、斷錯帶以及海底平頂山。當然了，這其中的洋中脊與海底平頂山其實早就被發現了，所謂的海底平頂山，其實就是山頂被海浪侵蝕平整的海底古火山錐。不過在這一時期，由於新技術的上馬，人們對海底的整體樣貌有了更深入也更詳細的了解，人們發現，洋中脊綿延各大洋長達幾萬公裡，深海溝和洋中脊大致平行，斷錯帶垂直切割洋中脊，海底平頂山則按年代順序，在垂直洋中脊的方向上排列成行。也就是說，深海溝與洋中脊是平行的，斷錯帶與平頂山則是平行的。這些新發現無疑動搖了地質學的基礎。

海底平頂山

第二大方面是海底地磁條帶。簡單來說，所謂的海底地磁條帶就是指，巖石磁極在同一地層中的水平方向上十分穩定，但不同地層中的磁極方向卻不同。可見，這些海底地磁條帶正是地磁極偏轉的證據，那麼為什麼這些證據會在洋底呈現有規律的條帶狀分布呢？上世紀60年代，科學家提出了解釋這一現象的假說，即瓦因-馬修斯假說，該假說認為，巖漿由洋中脊的深處流出，在兩壁冷卻時被打上了地磁的印記。巖漿湧出形成新地殼，這樣的過程重複發生，便形成了海底地磁條帶。之後，科學家們對這一假說進行了充分的論證，發現這種條帶在洋中脊兩側是對稱的。在1964年，科學家根據已有的海底地磁測量資料，編制了第一個磁場反向時間表。之後，人們又根據磁場反向時間表，分析了洋底的擴張速度，得出了兩邊的擴張速率約為每年2釐米的結論。由此，海底地磁測量成為了地質學界的一股熱潮。遍布全球的勘測表明，海底地磁條帶在全球大洋各處有著普遍的分布，不過，各處洋脊的擴張速度並不相同。其後，美國地質學家海茨勒發現，地磁條帶只存在於海洋底，當接近大陸就消失了。1968年，海茨勒還制出了7600萬年間的171次磁場反向時間表，隨後各種考察不斷進行，進一步推動了海洋地磁研究的發展。

瓦因-馬修斯假說

第三大方面的發現是地震。1855年，義大利人帕爾米裡設計了世界上第一臺地震儀，19世紀末，英國人米爾恩證實，地震是一種通過地球傳播的震波，於是，地震觀測發展起來，到1900年，世界上已有13個地震臺。1923年，日本關東地區發生大地震，毀滅了兩個新興的現代化城市——東京與橫濱，這一事件使得歐美發達國家提高了對地震的重視。在此之後，地震科學的研究，在世界範圍內逐漸開展起來，地震臺也開始增多。上世紀40年代，美國地震學家胡戈-貝尼奧夫將1906年-1942年地震震源投影出來，發現它們大都集中於一個長4500公裡的斜坡之上，淺震發生在海溝之上，而深震則發生在離海溝較遠的大陸深處，從而形成了一個平均45°的斜面，這被稱作「貝尼奧夫帶」。為什麼會存在這一地震帶，貝尼奧夫的解釋是，洋底在此帶處斜插入大陸地殼下，從而與地殼發生摩擦並引發地震。這是因為，當洋底插入到100公裡深處時，高溫高壓將使得洋殼融化。二戰後，美蘇雙方為互相監測對方的地下核試驗，又布置了大量地震臺站，地震臺站的建立和地震學儀器的發展，使地震資料大量積累起來。1954年後，美國地震學家古登堡等人對全球地震資料進行了大量的統計研究，並描繪出了全球地震活動帶。以上這些研究，都為深海溝處的俯衝帶的形成機製作出了貢獻。

貝尼奧夫帶

古登堡

第四大方面的發現是海洋地質。二戰後，近海石油地質鑽探迅速發展起來，在鑽探技術發展的基礎之上，人們獲得了大量海洋地殼巖芯，並進一步地建立起海洋地質學。人們發現，海洋地殼巖石類型要比大陸地殼貧乏得多，在洋底，基本上沒有比侏羅紀，也就是距今約1億5000萬年前更老的沉積巖層，這就說明洋底在不斷地更新之中。而且，海洋沉積巖和其上的沉積物的年齡及厚度，與距離洋中脊的遠近成正比，洋中脊兩邊的地層是對稱的。

可見，以上四方面的重大發現，與其說是支持了大陸漂移說，倒不如說它們共同支持了另一種學說，這便是霍姆斯的「地幔對流說」。

不過，地幔中到底存不存在對流，由於技術所限，直到上世紀60年代，還無人可以觀察。但是從理論上講，其存在是合理的。於是，美國地質學家赫斯與迪茨，開始利用地幔對流觀點，來歸納以上洋底科學所取得的種種進展。赫斯與迪茨都認為，洋中脊頂部的破裂帶往下發育，可以穿透巖石圈從而到達軟流層。研究發現，洋中脊地熱流量大，正說明由於地幔對流，迫使巖漿沿著洋中脊破裂帶慢慢上升，然後冷卻，並逐漸在破裂帶兩邊凝固成了薄薄的新的海洋地殼。這個過程不斷進行，便造成了海底的擴張。由於地球總面積和大陸總面積基本固定，所以海洋地殼總面積也不可能有大的變化，那麼擴張的海底到哪去了呢？被黃博士吃了麼？赫斯與迪茨認為，隨著新海底的不斷產生，就必然有相當數量的老海底插入地幔中被熔化消亡，也就是說，在地球上存在著海洋地殼消減帶，那麼這個消減帶又在哪兒呢？

當時，人們已經發現了近太平洋岸邊及島嶼附近，有著各種形式的深海溝，通過一系列測量科學家發現，海溝及其附近地區的重力場的負異常特別大。在過去，人們一般認為，海溝是由於內在動力原因所引起的地殼斷裂與下沉。但海洋地貌探測又發現，所有深海溝的橫斷面，幾乎普遍都是V字型，如果它是地殼的斷裂與下沉的話，又為什麼會有著如此統一的形態呢？另外人們進一步發現，海溝底部沉積物很少，這就說明，海溝邊緣的海底仍在下沉著。同時，海溝的熱流量大大低于洋中脊的事實也證明，同巖漿上升處的洋中脊相反，海洋地殼在海溝處存在著下沉運動。顯而易見的是，海溝就是人們要尋找的海洋地殼消減帶。上述這種海洋地殼不斷產生和消減的觀點，在當時得到了其他洋底科學成就的支持。由此，海底擴張概念逐漸明確起來。

海溝

終於在1961年和1962年，迪茨與赫斯各自獨立地提出了海底擴張說。這一理論認為，地幔中有對流存在。地幔物質從地殼裂縫處上升，形成洋中脊，並不斷生長新的海洋地殼。同時，對流體又牽引著洋中脊兩邊的地殼以相同速率不斷向兩邊擴展，當海洋地殼碰到大陸地殼後，就下沉鑽入地幔之中，並使得大陸地殼前緣被擠壓抬升，從而形成山脈或島嶼。由於海洋地殼不斷更新，所以海洋中沒有比中生代更老的地層。海洋並非永存，大陸也並非固定不動。

海底擴張說產生後，得到了來自各界的重視。這不僅是因為這一觀點新穎獨到，更是因為這一新理論為海底一系列新發現作了邏輯、系統的總結，同時，進一步的驗證也更加支持海底擴張的存在。比如我們前面說到的瓦因-馬修斯假說、地磁條帶的發現等等，無一不是海底擴張說的有力證據。另外，地磁條帶經常被巨大的斷層切割成段，這被稱作「轉換斷層」，其間發生了水平錯動，這種巨大錯動的存在，正是大陸漂移的直接證據。總之，通過廣泛驗證，海底擴張概念越來越深入人心，並且得到了新的引申。

由此，人類便發現了地球上的三大邊界，這便是綿延數萬公裡的洋中脊，以及深海溝與轉換斷層。所謂的轉換斷層，是由洋中脊與深海溝這兩種邊界活動所導致的板塊間的其他部分作剪切向水平錯動而形成的，僅見於大洋地殼中。由於三大邊界的存在，整個地球巖石圈就不再是完整的殼體，而是被分割成了幾個巨大的塊體，這些個塊體就被稱為「板塊」。

轉換斷層

板塊是巖石圈構造的基本自然單位，這種基本單位的邊界和地震活動帶正好吻合，全球90%以上的地震都發生於此，所以地殼是由板塊構成的說法得到了進一步的證明。根據海底的新發現，我們可以將板塊的邊界歸納為典型的三種，這三種便是我們上面說到的洋中脊、深海溝與轉換斷層。洋中脊被稱為「分離邊界」，在這裡，熔巖由洋中脊裂谷上升並產生新的海洋地殼，典型代表便是中大西洋海嶺。第二種邊界被稱為「聚斂邊界」，它的位置和分離邊界相對，在這裡，兩板塊發生碰撞，或是海洋板塊俯衝於大陸板塊之下，從而形成深海溝，比如日本東側的馬裡亞納海溝，或是兩大陸板塊相遇形成年輕的褶皺山脈，比如喜馬拉雅山脈和安第斯山脈。這裡面有個小問題需要補充一下，我們知道，印度位於印度洋板塊，印度洋板塊應該是典型的洋殼才是，但事實上，印度這塊地方比較神奇，它其實是一個陸殼騎在了洋殼之上。第三種邊界便是「轉換邊界」，也就是兩個板塊相互作剪切運動的轉換斷層。可見，在分離邊界處，存在著板塊的新生，在聚斂邊界處，發生著板塊的消亡，而在轉換邊界處，則不存在板塊的新生和消亡。由這三種邊界所組成的板塊及其運動狀況，不僅得到了新的地球科學成就的廣泛支持，而且基本上包含了以往大陸漂移理論的各種重要概念。

由此，大陸漂移說在新的歷史時期中，搖身一變、脫胎換骨，以板塊構造的方式獲得了新生。1968年，法國科學家勒皮雄、美國科學家摩根，1969年，英國科學家麥肯齊等人，在大陸漂移、地幔對流、海底擴張等概念基礎上，概括了當時一系列的洋底重大發現，不約而同地建立了板塊構造說。該理論認為，巖石圈的基本構造單元是板塊，板塊是位於軟流層之上的剛性塊體；板塊的邊界是洋中脊、轉換斷層，以及俯衝帶與地縫合線；由於地幔對流，板塊在洋中脊分離擴張，在俯衝帶和地縫合線消減；全球被分為歐洲、美洲、非洲、太平洋、大洋洲和南極洲六大板塊，以及若干小版塊；全球地殼構造運動的基本原因，正是這些板塊間的相互作用；板塊的強度很大，板塊的邊緣也是構造運動最為劇烈的地方，主要形變也都發生在其邊緣部分。板塊構造說產生後，得到了越來越多的科學驗證，特別是得到了1968年之後的海洋地質學的有力支持。

大陸板塊

可以說，板塊構造說不僅為了我們描繪了今天的地球樣貌，更重要的是，它向我們闡明了地球基本面貌的形成與發展這一動態過程，這使得我們有機會追溯遠古，也有機會放眼未來。現在我們知道：大西洋在不斷擴大；太平洋在不斷縮小；紅海、東非大裂谷、加州海灣等地正在不斷開裂，孕育著新的大洋；亞洲東側一系列島弧、美洲西部巨大的科迪勒拉山系等，都是大陸板塊被海洋板塊擠壓變形而生成的；青藏高原則來自兩個大陸板塊的相撞，印度板塊跑到了歐亞板塊的下面，彼此重疊而生成的，喜馬拉雅山是兩者擠壓，迅速隆起形成的，等等等等。

從1968年到今天，板塊構造說已經走過了50個春秋，事實證明，它完全經得起時間與實踐的檢驗，誠然，板塊構造說中還有不少問題存在著爭論，但是大陸規模宏大的漂移、海底開天闢地的更新，已經成為了無法否定的事實。過去的大陸構造理論，包括魏格納的大陸漂移說，都是在對大陸研究的基礎上來推斷海洋，所以對地球的了解是殘缺不全的。而板塊構造說則是在海洋地殼同大陸地殼相結合研究的基礎上，提出了一個全新的地殼運動模式，這個模式展示了統一以往各種大地構造假設與理論的廣闊前景。所以，我們完全可以將板塊構造說比作地質學歷史上的「哥白尼式的革命」，從此，人類對地球的認識，進入了新的階段。而現如今，當我們探討山脈和高原的成因、地震活動、礦帶分布、古氣候狀況、生物演化等領域的眾多問題時，板塊構造說無一不發揮著巨大的指導作用。

好了，今天關於大陸漂移說與板塊構造說的歷史進程，就為大家介紹到這裡。大陸漂移理論在上世紀初曾為全世界所矚目，今天也再一次得到了廣泛的確認與推崇。那麼為什麼這樣一個現在看來正確得不能再正確的理論，會在上世紀的幾十年中一度沉寂下來了呢？可以說，這種認識上的大起大落，在人類的科學史上並不十分多見。而之所以會如此，是有著深刻的認識論原因的。

拋開那些本質性的問題不談，總的來看，人類的認識能力是無限的，但是，這種認識能力的發揮又總是受到時代的局限。就比如說我們對地球面貌形成這一問題的探索，不論是衝破地理禁區，還是追索地球歷史，抑或是模擬地球的某些運動等方面，無一不依賴於生產力和科學技術的提高。地球在空間上十分廣闊，不僅包括地球淺層，還包括深層，但在一定歷史條件下，我們所能觸及的空間範圍十分有限。同時，地球歷史又十分漫長，但人類文明史卻只有幾千年。這種時間與空間上的巨大差距，就決定了人類對地球史的科學觀察基本上是間接的。另一方面，地球又是極其複雜的綜合體，我相信，即便是在1000年後，恐怕人類也沒有能力創造條件在實驗室中重演地球歷史。這就導致在人類認識與地球複雜性之間，也存在著尖銳的矛盾。所以，在對地球歷史的探索中，用少數局部資料進行由小到大、由淺入深、由局部到全球的推論是難以避免的。這種認識上的局限，無疑就增大了認識的片面性和對具體現象的多解性。所以，在地球科學史上，理論、學說之多是突出的，學派爭鳴是常見的。在爭論中，各對立方似乎都掌握了一大批證據，但這些證據卻又都不是特別過硬。於是，對立觀點可以長期共存，甚至在傳統的力量下，正確的理論可以較長時間被視為謬論而拋棄，錯誤的理論也可以較長時間被視為真理而膜拜。由此看來，大陸漂移說在當時無法抵擋傳統的大陸固定論的強大反擊並沉寂下來，也是歷史的必然。

好在，人類文明總在發展，在歷史進程的推動之下，錯誤的觀點總會被摒棄與修正，正確的觀點也總會被整合與發揚，現在，我們仍不能說我們對地球漫長的歷史有多麼得了解，但歷史既成、真理不死，總有一天，地球46億年波瀾壯闊的歷史，將完整且生動地呈現在人類面前。一雙靈眸，總欲望穿時間，只是流年的善變，留下的卻已不是那片桑田。我們睜大雙眼，飛入那錯亂的經年，卻只看見迷霧重重的滄海，吞沒了當時的光線。歲月是一支筆，那麼大地就必定是一頁信箋，寫下了不斷的斷點，也寫下了不變的變遷。大地一定知道，卻為何總在諱言？只是蘸著光陰的流轉，灑下了唯美的詩篇。