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功夫之王-地球板块是怎样构成的?历经30亿年,一直在移动,至今不停歇

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大陆漂移说是板块构造说的理论基础,后者被称为当代三大科学的进步之一。在大陆漂移理论提出之前,“收缩理论”(theory of contraction)是学术界的主流,人们相信在地球形成初期,地球温度高,随着时间的推移,地球表面冷却收缩,形成了山脉、海盆和大陆。但在20世纪初,收缩理论就受到了质疑,人们开始寻找其他促使地壳移动的驱动力。

魏格纳的“泛大陆”说

1912年的春天,德国气象学家阿尔弗雷德魏格纳(Alfred Wegener)首次提出了大陆漂移说,他认为地球大陆曾经紧密相连,随后漂移到现在所处的位置。如今,大陆漂移说以及板块构造科学已经成为地质学的根基,但在魏格纳最初提出这个假设时,就像哥白尼提出“日心说”一样,受到了无尽的质疑。

质疑者带着固定思维,将质疑集中在两功夫之王-地球板块是怎样构成的?历经30亿年,一直在移动,至今不停歇个点:一是魏格纳只发现了地壳内存在巨大的能量,而没有证据说明板块间曾经是怎么相连的;二是他没有好的模型来解释各大洲如何分崩离析。

事实上,魏格纳发现大陆漂移说实属偶然,但他提出这个假设并非只是灵光一闪。在提出假设的两年前,魏格纳在一次生病时,对挂在墙上的地图进行了细致的观察,他发现巴西的大西洋沿岸好像与西非无比契合,于是他剪下了各大洲的地图进行拼接,试图展示出大陆曾经的样貌。

与此同时,魏格纳开始搜集位于海洋两边陆地上植物和动物的证据,他发现不仅澳大利亚和南美洲的有袋动物相似度极高,就连寄生虫都趋同。在南美洲和非洲二叠纪冰川沉积物,功夫之王-地球板块是怎样构成的?历经30亿年,一直在移动,至今不停歇可见一种名为中龙的淡水爬行动物,在许多其他大陆上也可以找到。美洲的阿拉巴契亚山脉和苏格兰的喀利多尼亚山脉,可以融合在一起。

魏格纳将这个曾经的超级大陆被称为“Pangea”,也就是泛大陆。到1915年,魏格纳正式出版了著作《大陆与海洋的起源》(The Origin of Continents and Ocean),详细解释了他的理论。

作为气象学家的魏格纳受到了来自butterfly不同国家、不同学科科学家的质疑和嘲讽,地质学家称他为“神志不清的自我狂欢”,古生物学家直呼“日耳曼伪科学”。在传统地质研究者看来,地球上的板块是固定的,南美洲非洲大陆上类似的化石,完全是由于古老路桥的作用,而这些连接不同大陆间的陆桥已经沉入了海底,古生物学家则直接否定了不同大陆上化石的相似性。

从大陆漂移说到板块构造理论

直到20世纪50年代,新的证据和资料让人们重新审视魏格纳的理论,地球科学学者和物理学家都从新的角度进行关于地球演变的科学研究。到20世纪60年代,科学家们通过海底磁测和地下核试验地震监测发现了板块边缘,海底磁异常的交替模式表明了海底扩张和板块诞生。

事实证明,魏格纳关于化石和岩石的大部分观测是正确的,根据美国地质调查局(USGS)的数据,泛古陆是一个超级大陆,形成于2亿到2.5亿年。但是不可否认,魏格纳的“大陆漂移”理论并没有解释大陆是如何在地球上运动的,70年代的板块构造理论则对这个问题进行了详细的说明。

现在我们都知道世界上有6大板块,分别为太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块、南极洲板块,除此之外,还有大约20几个小板块。这种划分是由萨维尔勒皮雄(Xavier Le Pichon)在1968年提出的,这些板块一直处在缓慢的移动中。

各板块运动的动力是地幔中的对流,也就是地幔对流(mantle convection)。地幔由温度很高的热物质组成,随着热量的的增加,产生向上的热流,当热流遇到地壳底部时,就会向四周分流,随着温度的下降,热物质又沉降到地幔中,从而形成地幔对流环。这种对流既是热量传递,也是地球内部的能量向地球表面输送的途径。

在此过程中,板块之间形成三种不同的边界类型。热物质沿着洋中脊不断上升,形成新的海洋地壳并不断向两侧扩张,也就是离散型边界。

在大洋板块与大陆版块之间还存在俯冲带,当两个构造板块相遇时,密度较大的大洋板块会俯冲于大陆板块之下,也就是汇聚边界。还有一种板块边界,被称为守恒性边界。

通过岩石和化石证据,地球科学家重建了地球大陆的历史,在地球45亿年的历史中,板块构造大致开始于30亿年前。大约11亿年前,地球上只有一个名为罗迪尼亚(Rodinia)的超大陆,大约6亿年前,罗迪尼亚超大陆开始分裂,随后又通过聚合形成了冈瓦纳古陆(gondwana)和劳亚古陆(Laur功夫之王-地球板块是怎样构成的?历经30亿年,一直在移动,至今不停歇asia land)。现在我们所在的大陆形成于3亿年前,被称为盘古大陆(Pangea),那时非洲、南美洲、北美洲和欧洲紧挨在一起。随着1.5亿年前盘古大陆的分裂解体,形成了今天的大陆形态。

从大陆漂移理论到板块构造学说,科学界对地球古陆形成过程的探索始终在更新。为这些探索奠定基础的魏格纳,受到的质疑远远多于称赞。1930年魏格纳在一次前往格陵兰岛的科学探险中丧生,他未能在生前看到自己的理论被学术界广为接受,但大陆漂移说却成为最重要和运用最为广泛的地质理论之一,为地质学、地球物理学、海洋学、生物学产生了巨大的影响。

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