2022 年的今天,当谈起“大陆漂移”学说时,大家应该不会感到任何惊讶。但当时光回转 100 多年, 1912 年,德国气象学家魏格纳,一个气象学家跑到地质科学的最高圣殿——大地构造学领域高谈阔论,论点大胆新颖又提出了许多不容忽视的证据,这必然引起地学界的极大震动。当时魏格纳发现在大西洋的两侧两块很遥远的大陆(非洲大陆和南美大陆),竟然有同一种植物的化石。在次之后,他继续深挖,抓住大洋两岸的相似、可拼接性,地层、构造、岩相、古生物、古气候、地球物理场等具有相似性和连续性,认为大陆是会“位移”的。今天就让我们来了解一下大陆漂移的概念,看看地球这块“大拼图”是怎样拼出来的。

一、形成地球表面海陆现状的两种看法

对地球表面海陆现状的形成有 两种不同的看法:一种强调地壳的升降运动 ,认为在地质历史中,海陆的空间格局是固定不变的,仅分布的范围有些变化。当陆地下沉或海水上涨时,海洋范围扩大,陆地面积缩小。反之,海洋缩小,陆地面积扩大。 另一种看法强调地壳的 水平运动 ,认为在地质历史中,大陆内部存在过深海,后来发生的强烈水平挤压作用,导致海洋闭合、大洋消失,陆地相接。这种过程曾经多次发生。现在的海陆分布主要是中生代以后才形成的。

前一种 看法在 19 世纪就已出现,并在地质界长期占据统治地位。 后一种 看法有其渊源与发展过程,第一个阶段就是闻名一时的大陆漂移说。 1668 年法国普拉赛认为美洲与其他大陆曾经相连。 1912 年,德国气象学家魏格纳提出了大陆漂移学说,并在 1915 年《海陆的起源》著作中作了论证。

二、大陆漂移学说

魏格纳认为大西洋两岸大陆轮廓非常吻合(他的这一认识已得到现代卫片影像的进一步证实),而且还发现了重要的古生物、岩石、构造、冰川等证据,证明古大陆沿大西洋发生过开裂和漂移。根据古生物生活习性,爬行类可以在相邻大陆间迁移,但不能远渡重洋。但是在大西洋东西两岸的相 同时代岩层中,保存者不少完全相同的动物种属。如二叠纪的爬行类—中龙,本身不能远涉重洋,但它们却在相距 6000km 的非洲和南美洲地层中同时出现。一种称作圆庭蜗牛的陆生生物既发现于德国和英国,也发现于大西洋对岸的北美洲。

( 大西洋西岸非洲与南美洲形貌卫星影像)

沿苏格兰—挪威延伸的加里东造山带,消失于大西洋后,又在大西洋西岸的格陵兰再次出现;岩石与化石特征相同的早古生代阿巴拉契亚造山带,同时出现在北美洲东部和非洲西海岸。因此推断,在大西洋形成之前,这些山脉和岩层曾经是连在一起的。古冰川遗迹的分布,是证明南半球各大陆曾发生过分裂漂移的有力证据。石炭纪一二叠纪的冰川活动遗迹同时在印度、澳大利亚、非洲、南美洲与南极洲的岩层中被发现。南极洲位于严寒的极地而远隔重洋的其他大陆分别位于热带或赤道附近 ; 热带或赤道地区不会形成大规模冰川。如果没有发生统一大陆的分裂和漂移,上述现象无法解释。此外还有地球物理与大地测量等方面的资料。正是在这些研究工作的基础上,魏格纳认为,在石炭纪—二叠纪,地球表面有个统一大陆,称为联合古陆。从 2 亿年前的侏罗纪开始,联合古陆被分裂成若干块体,并各自漂移,最终变成现今的洋陆布局。

地质学家进一步研究表明,大致以赤道为界,联合古陆可分为两部分。位于北半球的称为劳亚古陆,位于南半球的称为冈瓦纳古陆。位于两个古陆之间、开口朝东、呈平躺 V 字形的古大洋,则称为 泛大洋 ,或 特提斯洋 ,又称 古地中海

2 亿年前的联合古陆与泛大洋)

三、大陆漂流说的真谛

(地幔彼此汇聚和分离带动上部岩石圈彼此碰撞和分离)

(板块俯冲形成海沟)

大陆漂移说的主导思想是正确的,但是限于当时的科学水平,魏格纳的大陆漂移机制存在明显缺陷。大陆漂移假说提出不久就受到欧美地质学界的批评,不为人们所重视。垂直论、固定论在当时仍占主流地位。虽然如此,却仍然有少数有远见的学者继续探索大陆漂移的真谛。同位素测年的创始人—英国的霍尔姆斯在 1928 年提出了地幔对流说。其要义是,地幔下层物质因受热膨胩而上升,地幔上层物质因温度低密度大而下降,两者构成封闭式循环流动。在对流的早期阶段,上升的地幔流到达原始大陆中心部分,就分成两股,并朝相反方向流动,从而将大陆撕破,并使分裂的大陆块体随地幔流漂移。裂解的陆块之间便形成海洋。上升的地幔流因减压而熔融,变成岩浆,岩浆冷凝后构成洋底和岛屿。地幔流的前缘碰到从对面来的另一地幔流时,就会变成下降流,从而车引大陆块体向下运动,并使大陆边缘挤压褶皱。当对流停止时,褶皱体因均衡作用而上升,形成山脉。与此同时,地幔流也把洋底的玄武岩往下拖曳,并形成海渊,即海沟。

按照霍尔姆斯的看法,不是大陆在玄武岩层上 “耕型”,而是地慢对流驱动大陆运动。 地慢对流说合理解释了海沟的产生、大陆边缘山链,的形成、大洋和岛屿的出现,以及大陆漂移的机制。 修改完善了陆漂移说的理论基础。