欧阳军

地图上的发现

事情要从20世纪初开始讲起。

找一幅世界地图，仔细研究一下各大洲的形状，你可能会发现大西洋两岸的海岸线非常相似。如果我们做一番拼图游戏，把大西洋两岸的海岸线拼在一起，将巴西东端的突出部分嵌进非洲西岸的几内亚湾，那么，整个巴西海岸同非洲西岸正好吻合，中间不会留下多少空隙。尽管地图早就有了，可对这样一个“巧合”，过去却很少有人注意。一直到1910年，有个叫魏格纳的德国气象学家才偶然地发现了这个“奇迹”。这个发现激起了他浓厚的兴趣，他下定决心要将这个问题探索到底。

经过两年紧张的深入研究和考察，魏格纳在1912年提出了一个大胆的假说。他提出：在古代，地球上只有一整块陆地。后来，这块大陆像浮冰一样在海上分裂漂移，才逐渐形成现在的各大洲。1915年，他又收集了大量地层构造、古生物地理、古气候等方面的证据，对大陆漂移问题作了系统的论述，写成了著名的《海陆的起源》一书，提出了完整的大陆漂移说。

大陆漂移说的提出在地学界引起了轰动。传统的地球构造学认为，地壳运动主要是垂直升降运动，海陆的相对位置是固定不变的。魏格纳的大陆漂移说居然认为地壳有大规模的水平运动，大陆像船一样可以漂浮活动，这自然就遭到了许多正统学者的反对。由于当时科学条件的限制，魏格纳对大陆漂移的方式和动力没能作出圆满的解答，因而，随着1930年魏格纳的过早逝世，大陆漂移说在根深蒂固的传统势力围攻下渐渐衰落了。

不断扩张的海底

不管人们承认与否，大陆毕竟是在漂移着的。1960年，一批英国地球物理学家根据他们对古地磁的研究，独立证实了大陆曾经漂移，而且得出的漂移轨迹与当年魏格纳的推断相当吻合。1965年，又有人用电子计算机比较大西洋两岸大陆坡的等深线，结果得出了拼合得几乎完美无缺的图形。古地磁的研究和大陆坡边界线的巧妙配合，给沉寂多年的大陆漂移说注入了新的生命力。大陆漂移说开始复苏了。

20世纪60年代初，美国学者从大陆漂移说首创的地壳水平运动的观点出发，进一步提出了海底扩张说，从而为大陆漂移说提供了新的机制和最强硬的证据，使地壳水平活动说在与固定说的对抗中最终取得了压倒性优势。

早先，人们一直以为海底是比较平坦的。直到20世纪初发明了回声测深法后，海洋学家才发现海底也是坎坷不平的。50年代中期，人们通过对各大洋的超声波全面测深，发现全球各大洋的洋底都贯穿着一条连续延伸的海底山脉，称为洋中脊。各大洋的洋中脊首尾相接，逶迤不绝，总长达64 000千米，相当于绕地球一圈半还多。沿洋中脊的轴部，有一条断裂谷把洋中脊劈开。这种中央断裂谷在各大洋中脊有着广泛的分布，被称为全球性裂谷系。除了海底的山和谷，在大洋边缘的海底还有好多条又深又陡的狭长海沟，其中最深的马里亚纳海沟最深处达11 000米，是世界上最深的地方。地球上最强烈的火山、地震差不多都分布在海沟附近。此外，人们还发现，洋底的年龄竟然比海洋本身年轻得多。这是用传统的观点无论如何都无法解释的怪现象。

面对这种种新的发现，海底扩张说提出：大洋的洋底是地壳底下的地幔物质涌出形成的。洋中脊和裂谷系就是地幔物质上升的涌出口，涌出的地幔物质冷凝成新的海底，并推动已形成的海底向两侧扩张。在不同海区，海底扩张可以有两种情况：一种情况是扩张着的洋底同时把两侧大陆连同其相邻的海底一起推开，随着新海底不断生长，新生的大洋不断张开，两侧的大陆逐渐漂移远离。现在的大西洋就是在海底扩张作用下，在不到两亿年的时间内生成的。另一种情况是，当洋底扩张到达海沟处，便向下俯冲，重新回到地壳深处去。这时，洋底并不推动相邻大陆向两侧漂移，而是自己不断地更新。如太平洋的洋底就处在不断新生、扩张和俯冲潜没的过程中。根据太平洋洋底扩张的速度计算，只需两亿年左右的时间，全部洋底就可以更新一次。

按照海底扩张说，整个地球就像一头张着两张血盆大口不断吞吐着腹中物质的怪兽：一张大口是沿着洋中脊顶部延伸的全球性裂谷系，它不停地吐出新的海底；一张大口是幽深狭长的海沟，它不停地吞吸着老的海底。

由于海岭是老的海底重回地壳深处的地方，地壳的运动和相互碰撞剧烈，很不稳定，所以绝大部分的地震和火山都集中在海溝附近；由于海底在不断更新，所以它的年龄自然要比海洋本身年轻得多。海底扩张说简单明了地解释了传统观点难以解释的问题。

海底扩张说提出后的短短几年内，海底磁异常、洋中脊转换断层和深海钻探等方面的研究工作相继取得了卓有成效的进展，为海底扩张说提供了有力的定量证据。因此，到了1967年，海底扩张说在地学界取得了完全确立的地位。

由于海底扩张的概念最终打破了海陆位置相对不动的传统观点，固定的大陆成了漂移的陆块，局部的具体的地质现象被归纳到全球的演化模型之中，因此，越来越多的人开始承认，大陆漂移说和海底扩张说的兴起带来了一场“地球科学的革命”。

令人陶醉的学科革命

这场革命并没有到此为止。之后，大陆漂移说和海底扩张说又被进一步引伸和发展，出现了板块构造说。

板块构造说认为，地球表面是一层平均为70～100千米厚的岩石圈。岩石圈之下，由于温度和压力的增高，地球物质变软熔融，形成了一层可以流动的软流圈。岩石圈很硬，它沿洋中脊、海沟等处被分割成若干巨大的板块，如太平洋板块、欧亚板块等。板块很大，既包括陆地，也包括海底。它们漂浮在软流圈上，随着软流圈物质的对流而不停地漂移着。

板块构造说是一种神奇的理论，它能解释和说明许许多多问题，简直像一件不可言喻的法宝。

板块构造说不仅能解释大洋是怎么形成的，洋底为什么有极为壮观的海岭和海沟，洋底为什么如此年轻，而且能解释喜马拉雅山为什么隆起，日本为什么有很多火山，希腊、意大利发生强烈地震为什么要到北非大陆去找原因。板块活动为金属矿藏提供了不尽之源，还为石油的生成和储集提供了很有利的条件，给人类带来了上千亿吨的石油。板块构造说可以说明为什么在气候寒冷的阿拉斯加和北海居然盛产石油和天然气，在冰封的南极地区竟也埋藏着煤层，指导人们到哪儿可以开采到矿藏。生物学家对板块构造说也会产生兴趣，因为正是板块活动促进了生物的演化，明确地说明了不同大陆之间的生物为什么会有亲缘关系。板块构造说的出现，使我们发现了许多奇特的事实。

目前，南美洲的亚马孙河是发源于南美洲最西缘的安第斯山脉，向东注入大西洋。可是，在南美洲与非洲相连的古代，亚马孙河却发源于非洲，向西流入太平洋。板块活动造就了安第斯山脉，使亚马孙河水倒流了。甚至，连螃蟹的横行也同板块活动有关。

在地学领域，还没有哪一种综合性理论能如此简单明了地解释如此众多的事实。难怪现在绝大多数的地球科学家都倒向了板块构造说，为之心醉神迷。

善知过去未来的学说

板块构造说还有一个独特之处，那就是它具有一定的预测和定量的性质。

根据洋底磁异常的测定，可以推出洋底的年龄。根据洋底年龄，可以测算出板块的扩张速度。根据板块的扩张速度和已知的板块运动规律，可以对板块运动的全球图像作出定量的描绘。通过岩石古纬度及古地磁极位置的测算，对于大陆漂移的幅度和速度也可以作出某种定量的描绘，从而更进一步推论出几亿年前的过去，预测几亿年以后的将来，可谓是善知过去未来。本文开头的论断就是这样推算出来的。

我们还可以在更大的时间范围里看看我们的地球：如今的七大洲是由古代的联合古陆分裂、漂移而形成的，而联合古陆也并不是自古就有，是由若干相互分隔的大陆逐步碰撞、“焊接”起来的。在古生代，欧洲、北美、西伯利亚等都是独立的板块。大约四亿多年前，北美和欧洲相遇，“焊接”成欧美大陆，大约在两亿多年前，非洲和北美相碰，欧洲和西伯利亚相撞，这样才大体形成了联合古陆。在此之前，原始中国大陆也曾经一度是游离于其他大陆之外的孤立地块。

再说将来，有朝一日，“喜马拉雅山海拔将超过10 000米”，“纽约、波土顿这些地方有可能形成火山”，“太平洋将失去‘世界第一大洋的桂冠，最后可能完全消失。亚洲大陆和美洲大陸‘焊接在一起，在它们之间将升起一座无比宏伟的山脉，中国成为一个内陆国家，而在另一些地方又会形成新的大洋。整个世界的海陆山川将面目全非”……

总之，随着海底扩张被证实，板块构造说被接受，地球科学正出现一个崭新的局面。在人们的心目中，地球的各部分不再是静止的、孤立的，而是有生有灭，运动不息，充满了无穷的活力。

一个多世纪以来，大陆漂移说从诞生、衰落到复苏，再到新漂移说——海底扩张说和板块构造说的兴起和发展，经历了一个肯定、否定、否定之否定的过程。如今，虽然新学说还存在这样那样的难题，如板块活动的动力来源、板块活动的许多具体作用过程还有待进一步研究探索，但是，我们已经有很多证据可以证明大陆确实是在漂移。新学说涉及的领域是如此的广泛，得到的研究结果又是这样的令人振奋，对地球科学产生了极其深远的影响。