50個孩子一定要知道的世界科學奇蹟-44.大陸漂移與板塊學說

2021-01-15 國學朗讀

44.大陸漂移與板塊學說

奇蹟概覽

  大陸漂移指的是大陸相對於大洋盆地之間以及大陸彼此之間的大規模水平運動,它是一種用以解釋地殼運動、海陸的分布與演變的學說,是一種能夠解答包括古氣候、古生物、地質構造、地形等多個領域裡的眾多疑問的理論。大陸漂移學說的提出,是對傳統的固定論的挑戰。它為科學家進一步研究地球活動創造了契機,對促進地質科學的發展有著積極的意義。而板塊學說揭示了板塊水平運動的現象,也是大陸漂移學說的重要理論支柱。

  ⊙奇蹟探秘:

  1.大陸漂移學說是由誰提出的?是在哪一年提出來的?

  1910年,德國地球物理學家、氣象學家阿爾弗萊德·魏格納(1880-1930)提出了這樣的疑問:位於大西洋兩岸的非洲大陸和南美大陸的海岸線,為什麼會如此相似呢?也正是這樣的疑問成為了他後來提出「大陸漂移說」的契機。1915年,魏格納提出「大陸漂移說」,後來被人們引申並發展成為「板塊構造學說」,成為20世紀地球科學的主流。

  走近奇蹟

  很多人看過世界地圖,上面分布著各大洲和海洋,可是德國的地球物理學、氣象學家魏格納在地圖上發現了一個不引人注意的秘密--非洲大陸和南美大陸的海岸線比較相似。

  這難道僅僅是一種巧合嗎?對此,魏格納查閱了各種數據,並從地質學、氣象學等多個方面進行了科學地推敲。1915年,在他的著作《大陸和海洋的起源》中,魏格納正式提出了大陸漂移說。

  大陸漂移說認為,在中生代(距今約2.5億年-6500萬年)以前,地球上所有大陸曾經是統一的巨大陸塊,並稱之為聯合古陸或泛大陸,泛大陸經過長期的分裂與漂移,才逐漸形成了現在的海陸位置。

  魏格納發現,現代由海洋分隔的各大陸的動植物群有著顯著的相似性。如非洲和南美洲都能見到類似於蠑螈骨骼構造的淡水爬行動物--中龍,而它卻不可能遊過大西洋;大西洋兩岸古生代(距今約5.7億年-2.3億年)海相無脊椎動物化石的組合很相似;南極洲發現的三疊系陸生爬行動物的化石在其他大陸上也存在……他還發現,某一地質時期形成的巖石,卻會出現在現代條件下不該出現的地區,如在赤道附近發現了古代的冰層,而在極地區卻有熱帶植物的化石和古珊瑚礁,南極洲發現了溫暖條件下才能形成的煤層,而澳大利亞、非洲和南極洲卻有著相同的冰磧物,而大陸漂移說可以成功地解釋這許多的地理現象。種種的古生物學及古氣象學證據,曾引起了人們對大陸漂移說紛紜的爭議,然而這一學說卻沒有輕易地被人們接受,因為這一學說有個致命的弱點--動力,他沒有發現能讓大陸水平移動幾千千米的原動力。1930年,魏格納在一次探險中逝世,「大陸漂移說」也漸漸很少有人提起。

  1950年,英國的基斯·蘭卡恩和派屈克·布蘭科特等,通過對北美洲大陸和歐洲大陸各地質時期巖石中殘存磁場的測定,得到了「極移動曲線」。但是,蘭卡恩等人得出的兩條「極移動曲線」卻沿經線偏離,而若能把大西洋兩邊的歐洲大陸和北美大陸合在一起,「極移動曲線」卻恰好吻合,這個事實再次說明了大陸漂移的可能性。「大陸漂移說」因古地磁學的發現而再次引起了人們的注意。

  20世紀60年代,隨著海底地球物理和海洋地質研究的進展,出現了海底擴張的概念,英國科學家麥肯齊、法國科學家勒皮雄和美國科學家摩根共同提出了板塊構造學說,並在1968年由勒皮雄將全球地殼劃分為六大板塊。

  根據板塊結構學說,我們居住的地球表面覆蓋著一層堅固且不變形的板塊(地殼),並且這些板塊以每年1釐米到10釐米的速度在移動。由於地球的表面積是有限的,地球板塊分為三種狀態:一種是相互接近的匯聚型板塊邊界;一種是相互遠離的分離型板塊邊界;一種是互相交錯的轉換型板塊邊界。地球表面的活動都在這三種狀態下發生,而板塊本身是不變形的。板塊學說的發展使大陸漂移說幾乎成為不爭的事實,「大陸漂移說」的原動力問題也迎刃而解,地球板塊運動被人們認為是生命進化的必要條件之一。

  板塊本身是不會變形的,地球表面活動便都在這三種狀態下集中發生。比如海溝就是海洋板塊和大陸板塊相互作用的結果,而海嶺就是海底分裂產生新地殼的地帶,是板塊生長擴張的邊界,喜馬拉雅山脈和青藏高原就是由於印度次大陸與歐亞大陸間的碰撞形成的,在大陸板塊碰撞的匯聚型板塊邊界下,就是大陸與大陸間的衝突帶,形成了大褶皺山脈。

  然而板塊構造學說的進展,並沒有解決所有關於地球活動的所有問題,只是證實了歷經46億年的地球歷史中近2億年的事實,在此之前的地球活動至今仍然作為研究課題,而導致板塊運動的地幔更深處的活動,仍然需要更進一步的研究和探索。

  ⊙奇蹟探秘:

  2.根據板塊學說,人們對地球板塊做了如何的劃分呢?

  1968年,法國科學家勒皮雄將全球地殼劃分為太平洋板塊、非洲板塊、亞歐板塊、美洲板塊、印度洋板塊(包括澳洲)和南極板塊六大板塊。其中太平洋板塊幾乎全為海洋,而其餘五個板塊既包括海洋又包括大陸。除此之外,在板塊中還可以分出次一級的小板塊,如美洲板塊還可以分為南美洲和北美洲兩個板塊。板塊之間以大洋中脊、深海溝、海嶺、地縫合線和轉換斷層為邊界。在板塊內部,地殼相對穩定,而板塊與板塊的交界處,則是地殼較活動的地帶,這裡地震、火山以及斷裂、巖漿上升、地殼俯衝等地質活動頻繁發生。

  3.什麼叫做三疊系?它距今已經有多久了呢?

  三疊系是是爬行動物和裸子植物的崛起時期,它位於二疊系和侏羅系之間,是中生代的第一個系。它始於距今已達2.5億年至2.03億年,延續了大概有5000萬年之久。在三疊系的初期氣候乾旱,到了中期和晚期之後,氣候開始向溼熱過度,並且出現了紅色巖層含煤沉積、旱生性植物逐漸向溼熱型植物發展的現象。植物的地理區開始發生了分異。

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  【地核】

  地核是地球的核心部分,在地球的最內部,分為內地核和外地核兩部分,內地核被科學家認為是固態結構,而外地核的物質為液態。其半徑約有3470千米,主要由鎳、鐵元素組成,其密度為平均每立方釐米12克,溫度達4000-6000℃。

  知識百科

  【中龍】

  中龍是晚石炭紀(古生代第5個紀)至早二疊紀(古生代第6個紀)的一種水生爬行動物。它主要生活在水潭和溪流等淡水中,它的嘴裡長滿了鋒利的牙齒,而且上下頜特別長,以捕捉水裡的魚為食。它腳掌有蹼,長尾巴上有鰭狀物,身體為流線型,它的後腿較長,被推斷為是用來在水中推動身體前進的。它容易彎曲的身體使它可以側向滑行,但它的肋骨粗厚,所以它們不能轉彎。它的化石在非洲和南美洲被發現,而科學家認為這種小型淡水爬行動物是不可能遊過廣闊的海洋在南美洲和非洲之間散布或者遷徙的,說明在石炭紀這兩個洲曾連在一起,因此認定中龍是大陸漂移的有力證據。

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