大陆漂移学说
大陆漂移学说是德国科学家阿尔弗雷德·魏格纳提出的一个假说,中文中“大陆漂移说”、“大陆漂移假说”均指同一概念。主要内容为远古时代的地球只有一块“泛大陆”的庞大陆地,被称为“泛海洋”的水域包围,大约于2亿年以前“泛大陆”开始破裂,在到距今约二三百万年以前,漂移的大陆形成现在的七大洲和四大洋的基本地貌。
地质构造方面的证据:将大西洋两岸的非洲和南美洲拼在一起时,两岸的大陆边缘能十分吻合且完美的贴合。且经由两岸岩层的研究,发现在非洲某处海岸的岩层,恰与拼合后的南美洲海岸的岩层相同,再度印证两块大陆曾经是相连的。古生物化石方面的证据:活在约2亿年前的中龙是一种住在陆上淡水沼泽的爬虫类,无法越过大洋。地质学家在大西洋两侧的南美洲与南非发现了中龙化石,即可证明南美洲与非洲过去是相连的。另外,2~3亿年前的舌羊齿植物,因种子很大无法借风力飘洋过海,但此种化石却出现在非洲、澳洲、印度、南美洲及南极洲,由此可见,过去这些大陆是彼此连接在一起的。
解释地壳运动、海陆分布及演变的一种学说。1912年由德国地球物理学家、气象学家魏格纳正式提出。起初,魏格纳看到地球仪和世界地图上,南、北美洲和非洲、欧洲的边缘相吻合的现象设疑,从而进行系统研究。
该学说认为,地球上所有大陆在中生代以前曾是一个统一的巨大陆块,称为泛大陆或联合古陆,其余部分称为泛大洋。地壳在最初形成时为很薄的花岗岩质硬壳,均衡地漂浮于玄武岩质基底上。由于地球自转产生的惯性离心力,导致大陆发生从两级向赤道的离极运动。由于日月对地球的引力产生的潮汐作用,导致大陆向西的运动。
在2亿年前的中生代初,使泛大际漂浮分开,花岗岩质大陆像冰山海中似地漂浮于玄武岩质基底上。美洲大陆漂得最快,亚洲、澳大利亚大陆漂得最慢。在美洲大陆与欧洲、非洲大陆之间首先形成大西洋,接着澳大利亚大陆与南极洲大陆间形成印度洋。
直到新生代第四纪初期,才形成现代世界上海陆分布的轮廓。世界上的山脉也是大陆漂移的产物,如科迪勒拉山系是美洲大陆向西漂移过程中,受到太平洋玄武岩基底阻挡,被挤压褶皱而形成。亚洲东缘的岛弧群,是陆地向西漂移时留下的残块。喜马拉雅山、阿尔卑斯山等东西向大山脉,是大陆从两极向赤道的挤压结果。
该学说的主要证据是,大西洋两岸的海岸线相互对应,特别是巴西东端的直角突出部分,与非洲西岸呈直角凹进的几内亚湾非常吻合;大西洋两岸的美洲和非洲、欧洲在地层、岩石、构造上非常对应,古生物群具有亲缘关系,表明当时这些大陆曾相连接。
现代科学的发展、精确的大地测量数据证实,目前大陆仍在缓慢地保持水平运动。古地磁的资料也表明,许多大陆块现在所处的位置并不代表它初始的位置,而是经过了运移。但最初的大陆漂移说不能解释泛大陆分裂的古生代褶皱带,不能解释升降运动。如果大陆比基底坚硬,大陆就不会挤压成褶皱,而是基底挤压成褶皱。如果大陆的基底软,则大陆根本不会漂流。
根据地震波传播速度资料长时期内,这一学说没有被人们接受。20世纪60年代以来,板块构造学说的兴趣给这一学说以新的解释。
大陆漂移的设想早在19世纪初就出现了,最初的提出是为了解释大西洋两岸明显的对应性。直到1915年,德国气象学家阿尔弗雷德·魏格纳(AlfredWegener)的《大陆和海洋的形成》问世,才作为一个科学假说受到广泛重视。在这本不朽的著作中,魏格纳根据拟合大陆的外形、古气候学、古生物学、地质学、古地极迁移等大量证据,提出中生代地球表面存在一个泛大陆(Pangea),这个超极大陆后来分裂,经过二亿多年的漂移形成现在的海洋和陆地。
由于当时受对地球内部构造和动力学的知识局限,大陆漂移和动力学机制得不到物理学上的支持。魏格纳学说的不幸遭遇在于他倡导大陆漂移的同时却认为大洋底的稳定。直到他去世的20年后,抛弃洋底稳定不动的海底扩张学说提出,人们对大陆漂移的兴趣又复萌了。
魏格纳是德国气象学家、地球物理学家,1880年11月1日生于柏林,1930年11月在格陵兰考察冰原时遇难。
魏格纳以倡导大陆漂移学说闻名于世,他在《大陆和海洋的形成》这部不朽的著作中努力恢复地球物理、地理学、气象学及地质学之间的联系——这种联系因各学科的专门化发展被割断——用综合的方法来论证大陆漂移。魏格纳的研究表明科学是一项精美的人类活动,并不是机械地收集客观信息。在人们习惯用流行的理论解释事实时,只有少数杰出的人有勇气打破旧框架提出新理论。但由于当时科学发展水平的限制,大陆漂移由于缺乏合理的动力学机制遭到正统学者的非议。魏格纳的学说成了超越时代的理念。
魏格纳去世30年后,板块构造学说席卷全球,人们终于承认了大陆漂移学说的正确性。由此可见到:一种正确的理论在其初期阶段常常被当作错误抛弃或是被当作与宗教对立的观点被否定,后期阶段则被当作信条来接受。但无论如何,人们至今还纪念魏格纳的,不是他生前冷遇与死后热闹,而是他毕生寻求真理、正视事实、勇于探索和不惜献身的科学精神。
早期的世界地图已清楚地表明非洲和南美洲相对海岸线的“锯齿状拟合”。远在1801年,洪堡(A.Humboldt)及其同时代的著名科学家们已经提出,大西洋两岸的海岸线和岩石都很相似。魏格纳首先提出,应该用深海中的大陆坡边缘进行大陆拟合。凯里(S.W.Carey)证明,两个大陆的外形在海面以下2000米等深线几乎完全可以拟合。布拉德(E.Bullard)等人借助计算机计算,发现无论用1000米或2000米等深线拟合的结果差别不大。复原拟合工作证明,各大陆可以通过复原形成一个超级大陆,即魏格纳所命名的“泛大陆”。泛大陆是由冈瓦纳大陆(南方各大陆加上印度)和劳亚大陆(北美和欧亚)组成的复合古大陆。
魏格纳首次提出大陆漂移观点时,许多证据来自他对古气候的研究。他注意到,各大陆上存在某一地质时期形成的岩石类型出现在现代条件下不该出现的地区:如在极地区分布有古珊瑚礁和热带植物化石;而在赤道地区发现有古代的冰层。运用将今论古的原则,魏格纳把冰川活动的中心放在当时的旋转极附近,而珊瑚礁和蒸发岩分布的地带放在赤道附近,用这种方法确定了各大陆当时的古纬度。对古纬度和现代纬度的比较,魏格纳得出了大陆漂移的结论。
魏格纳认为,大陆漂移对现代由海洋分隔的各大陆上动物群和植物群的显著相似性提供了最好的解释。使魏格纳和以后的调查者们获得深刻印象的一些例子有:南美和非洲都能见到的具有类似蝾螈的骨骼构造的淡水爬行动物中龙(Mesosaurus),它不可能游过大洋;大西洋两岸的古生代海相无脊椎动物化石组合很相似;南极洲三叠系中有许多陆生爬行动物的化石在其它大陆上同样存在;二叠纪舌羊齿植物群(一个独特的植物组合)的种子蕨化石,见于南方的各个大陆和印度。古生物学的证据曾引起过人们众说纷纭的争论,迪茨(R.S.Dietz)在1967年就人们争论的证据发表了一篇评论,其中有霍尔登(J.C.Holden)所作的若干饶有趣味的图群。
如今,这些争论都已是历史的陈迹,从这里我们可以见到,以旧框架收集新事实只是徒劳,用旧理论去解释事实又往往导致荒谬。
【提出人】:魏格纳
【依据】:大西洋两岸的大陆形状、地质、古生物等的相似性。
【内容】:盘古大陆—→七大洲、四大洋
(2亿年前)(现今)
【驱动力】:地球自转离心力、天体引潮力。
在科学史上,由阿尔佛雷德·罗塔尔·魏格纳所创立的“大陆漂移说”可算是历尽磨难,为人们提供了诸多的思考。
魏格纳是德国气象学家和探险家。1912年,他提出了地壳变迁的大胆假说,即“大陆漂移说”。这一理论认为,在两亿年前,地球上只有一块被无边无际的泛海洋所包围的原始泛大陆。这块泛大陆由较轻的固态硅铝层组成,并漂浮在粘性很大的液态硅镁层上。到古生代以后,泛大陆开始破碎,碎块在地球自转和日月潮汐力的作用下,逐渐漂移开来,形成了今天的陆海分布格局。南美洲与非洲本来就是连在一起的,南美洲的东海岸与非洲的西海岸正是它们之间的一道裂痕。
这一石破天惊的理论,立即在科学界炸开了锅。一些学者积极支持,认真求证;另外的多数学者则坚决反对,猛烈抨击。直至1928年在纽约举行的一次地学讨论会上,“大陆漂移说”仍被斥为“荒诞的怪论”、“积木游戏”。两年以后,魏格纳在格陵兰的探险中不幸以身殉职,“大陆漂移说”也从此销声匿迹。
20世纪50年代,随着古地磁学新发现的问世和地球物理勘测技术的广泛应用,许多支持“大陆漂移说”的新证据又一次摆在人们的面前,才使这一学术在沉寂20多年后得以起死回生,重新活跃起来。此后,科学家们沿着“大陆漂移说”的思路,深入研究,创立了“海底扩张说”和“板块构造说”,“大陆漂移说”才彻底站住了脚根。“大陆漂移说”的生死沉浮,给了我们多方面的启示。
其一,真理的光辉遮挡不住。“大陆漂移说”从创立到得到承认,经历了近半个世纪,经受了无数的责难和攻击,但终究死而复生。
其二,实践是检验真理的标准。“大陆漂移说”的生命力在于它产生于实践,并经受了实践的检验。它的出现,本身就是实践成果和理性思维的结晶;它的起死回生,同样得益于实践成果的支持。如果没有上世纪50年代对古地磁的测定和地球物理勘测技术在海底考察中的广泛应用,“大陆漂移说”就可能要面临更为严酷的考验,经历更多的挫折。
其三,既有的理论不能作为检验新理论的标准。“大陆漂移说”之所以一出生就遭到强烈反对,就是因为当时存在着已成为科学界共识的“大陆均衡说”和“陆桥说”。前者认为地壳只有垂直升降运动,而不可能有水平运动;后者认为在很久以前各大陆之间曾经有过狭窄的“陆桥”,使古代生物可以通过“陆桥”自由来往。那些将“大陆漂移说”斥为怪论的人,正是依据了上述两种理论来作为是非标准。然而,事实证明,这个标准是靠不住的,依据这个标准得出的结论只能是谬误。
其四,人数多少也不能作为判断科学是非的标准。科学史已经反复证明,科学真理最早总是掌握在少数人手里,而受到多数人的非议。“大陆漂移说”就是如此。因此,在科学问题上,不能采用少数服从多数的原则,尊重少数、保护少数应是推动科技创新的必然要求。
其五,综合分析能力是科学创新的重要素质。作为气象学家的魏格纳,并不具有比地质学家和生物学家更丰富的地质及生物学知识,但他却能把这两方面的知识联系起来,并用新的观念去进行综合分析,所以能创造出全新的理论成果。
围绕着“大陆漂移说”的这场斗争已经远离了我们,但它给人们思想上的启迪却永远值得记取。
1.http://www.ahhszx.net/kexiaohong/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=85
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