宇宙、地球和生命的进化:时间的1000个-第9部分

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）一分为二，下部地层为下太古界地层，上部则是上太古界地层。这个上、下太古界地层的接触关系，地质学上称为〃不整合〃接触关系。　

　　这个有趣的地质现象清楚地告诉我们：在漫长的太古代时期，距今约24亿～25亿年，地壳发生了一次规模巨大的构造变动，把几千米厚的下太古界地层挤压得变形了。河北阜平、山东泰山等山地在这次构造运动中从海底升起，变成大陆的一部分，这就是我国地质史上人们所称的〃阜平造山运动〃（简称阜平运动，或叫鞍山运动等）。此后，地壳经历了几亿年的相对平静的时期。到了距今20。5亿年的太古代末期，又发生了第二次构造运动，把太古界地层挤压得更加褶皱了。在这次构造运动中，我国的四大佛教圣地之一的五台山山地从海底升起，所以这次造山运动又称〃五台运动〃。同样道理，在早元古代末期，发生了第三次构造运动…〃吕梁运动〃。随着现代地球物理学和地质学的发展，人们开始研究从哪里来的惊人的力量推挤着上万米厚的地层。　

　　16世纪末期，意大利天文学家布鲁诺因为宣传和捍卫哥白尼的〃日心地动说〃而触犯了教会，在公元1600年2月17日被教会的僧侣们活活烧死。正是这位为真理而献身的布鲁诺，认为原始的地球比现在大得多，并且也比现在热得多。后来，地球温度降低，体积缩小，正像一个苹果，放得时间长了，果肉干缩，果皮便产生褶皱一样。地壳在地球的收缩过程中也就发生了褶皱和断裂。因此，地球表面的凸凹不平是因为地球收缩引起的。　

　　到了20世纪初，人们已经认识了一些放射性元素在衰变过程中可以放出大量的热能之后，有人认为，原始地球内部由于放射性元素衰变放热，使地球内部温度不断升高，因此，地球内部物质就有越来越大的可塑性。在重力作用下，重的物质向下沉，而轻的物质向上浮。由于地球内部物质的运动，使地壳也发生了运动，地球（包括地壳）内热能的积累是产生地壳运动的主要动力。　


第38节：二、生命之前（4）


　　另外人们又发现，当地球内部压力增大和温度增高到一定程度时，物质的结构、物理、化学特性和体积就会发生变化，这叫作〃相变〃。例如，地壳底部的玄武岩在压力和温度发生变化后，可以相变为上地幔的榴辉岩，使得岩石体积缩小、地壳变薄。相反，上地幔的榴辉岩又能转化为体积更大的玄武岩，使得岩石体积膨胀、地壳增厚。如果产生大范围的相变，必然引起地壳运动。　

　　对于造成地壳运动的原因，还有的科学家从地球自转速度的变化上进行了探讨。我们知道，地球自转速度除长期减慢之外，还有短时期的时快时慢的突变。当地球自转速度加快时，就像我们乘坐公共汽车时，汽车加速，乘客必然向后倒一样，地幔上部液体状的〃软流圈〃驮载的地壳岩层也会向后滑动，从而产生东西方向的拉力或压力。这时，地球自转产生的离心力也会加大。因为赤道部分距地球旋转轴的距离（地轴）比地球两极大得多，虽然地球上离心力都增加，但是赤道部分增加得最大，由此产生了一个自两极朝赤道方向的南北拉力或压力。结果，地壳便产生了运动。地壳在运动中相互挤压，原来水平的岩层就会褶皱成山或者断裂成谷。　

　　关于地壳运动的原因还有其他看法，有的人认为由于地幔物质存在着对流而导致了地壳运动。　

　　不论哪种说法是正确的，或许这些说法都是造成地层剧变的原因之一，都证明它们的力量是很大的。上万米厚的地层，就像翻卷一张烙饼一样，被挤压得七褶八皱。地壳正是在这种运动中，使得陆地面积逐渐扩大，在中国东部地区（主要是华北）形成了相对稳定的地质基础…中国地台（地台是传统的大地构造学说中所指的地壳相对稳定地区），又称中国古陆，或者叫华夏古陆。　

　　4．3亿年前…大陆漂移　

　　当你打开世界地图仔细观看时，就会发现南美洲的东海岸和非洲的西海岸的海岸线在外观上表现出惊人的吻合，难道这两块大陆原先是连在一起的吗？　德国的阿尔弗德·魏格纳是一个气象学家，他生于1880年，青年时期从事大气动力学的研究。为了探索极地气团对气候的影响，他26岁时参加了考察格陵兰东北部的丹麦探险队。两年后回到德国，在齐马尔堡物理学院任教。1910年的一天，他在看世界地图时，发现大西洋两侧的海岸线那么相似，但他以为这种情况不过是偶然的巧合罢了。直到1911年秋，他从一个古生物学报上得知：从古生物的观点看，在巴西发现的古生物化石和在非洲发现的古生物化石十分相像。这一论点引起了魏格纳的极大兴趣，他决心进行一番研究。他从地质学、古生物学、古气候学等方面入手来探讨地球各大洲的成因问题，终于在20世纪30年代第一个提出了大陆漂移学说。　

第39节：二、生命之前（5）


　　他观察了海洋的潮汐作用和星球之间的摆动之后，认为在形成地球之初，地球的物质还处于炽热的熔融状态时，地球的自转速度比现在快很多，自转一周只需要三四个小时。由于旋转得快，地球便成为在赤道方向膨胀，而在两极方向收缩的扁平体，就像现在的木星那样。随着地球的继续旋转，变成了一个像鸡蛋的样子，而后又变成了一个梨形，最后突出的那一部分〃梨头〃受到太阳引力的作用，从地球脱离而成为环绕地球旋转的卫星…月球。地球则由于月球脱离产生的〃翅痕〃形成了一个洼地或者是缺口，后来这个洼地形成了今天的太平洋。他把太平洋叫作月球脱离时留下的创伤。　

　　这个假说继续发展，进而推测月球从地球分离以后，地壳剩余的部分向洼地方向〃滑动〃，就由东西两个方向填补太平洋这个缺口，从而在地壳中产生巨大的张力。到了侏罗纪时，终于把这一块地壳扯裂开，形成了各奔东西的两块大陆。东边陆块较大，西边陆块较小，前者是今天的欧亚大陆和非洲，后者是今天的南北美洲，当中的裂缝就是大西洋。　

　　1912年1月6日，在法兰克福市的地质学会上，魏格纳发表了《从地球物理学的基础论地壳轮廓（大陆与海洋）的生成》的论文后，又发表了《大陆的水平移位》的讲演。他认为，大约3亿年前，地球上的陆地是彼此相接的，而且是一个巨大的大陆，称为泛大陆。当时根本不存在大西洋、印度洋和北冰洋，海也只是围绕泛大陆的一个巨大的海洋。后来由于地球不停地自西向东旋转，美洲陆块渐渐落后了，慢慢地中间的裂缝越来越大，终于形成了今天的大西洋。大陆漂移说公布于世后，震动了整个地质学界。把人们从地壳是坚硬稳固、仅做缓慢升降运动的传统概念中解脱出来，而当时的魏格纳年仅32岁。1915年，魏格纳出版了著名的《海陆的起源》一书。　

　　从世界地图可以看到，大西洋东西两岸的轮廓如此相互吻合，东边凸出来的部分对着西边的凹陷部分。在美洲大陆，山脉都集中在西海岸，似乎是大陆块向太平洋的方向移动时，在边缘部分受到阻力，从而受到挤压发生了褶皱；在南美洲末端的阿根廷和智利，向东有了若干度的弯曲，正像陆地向西漂移时遇到了阻力的情形一样。这种惊人的现象，就成了我们研究地壳及其运动方向、创立新概念的起点。　

　　魏格纳认为，南美洲在千百万年以前曾直接并列地和非洲毗连着，甚至是与非洲一起构成一个大块，只是在白垩纪时才分裂为两部分。这两部分后来像冰块漂浮在水上一样，彼此越来越远地分离开。与此类似的是，北美洲原来曾紧密地毗连于欧洲，至少由纽芬兰和爱尔兰往北的地方与格陵兰连在一起，是一个广大的陆块。只是在第三纪末，而北方甚至是在第四纪才沿着格陵兰附近的裂缝发生分裂，因此两个部分就分开了。同时，陆块上被浅海淹没的地段（地质学上称为陆棚），应当看作陆块的组成部分。有时也看到不完全符合的情况，据魏格纳的解释，是由于分裂的许多地块后来发生不均匀的缩小所致。至于南半球，他认为南极带、澳洲和印度、巴基斯坦一带，直到侏罗纪初期还是直接地相连于南部非洲，并且还与南部非洲和南美洲一起构成一个广大的陆地区域，部分曾被浅海超没。这个大陆区域在侏罗纪、白垩纪、第三纪中沿裂缝分裂为许多块，后来这些块向不同的方向蠕动散开。　

第40节：二、生命之前（6）


　　根据魏格纳的意见，地壳全部发展过程分为三个阶段。　

　　最古老的原始阶段：硅铝层呈连续不断的薄壳，薄壳的厚度只有30千米，几乎全被一个统一的水壳覆盖（后来地质学家计算，这水壳的深度为2。64千米）。　

　　中期阶段：这一阶段实际上差不多包括地球的全部历史在内。硅铝层破裂，聚集成一个密集的整体，即聚集成表面逐渐缩小、厚度愈来愈大的联合古陆。在这种缩小过程中，有单独的碎块脱离联合古陆而成为各个海洋盆地之间的陆岛。　

　　最后阶段：从侏罗纪开始，联合古陆分裂成许多地块，各个地块在硅铝层上蠕动散开，向西方移动和由两极向赤道移动。　

　　以上所述就是大陆漂移学说在20世纪30年代的基本观点。　

　　后来，随着地质历史学和其他科学的发展，不少科学家开始怀疑和排斥上述学说，认为太平洋的许多地区正在不断地下沉，而另一些地区则正在产生造山运动；太平洋是一个原生的地壳区，它的上面从来没有过大陆的存在。根据后来的计算，认为月球的质量并不符合太平洋这个缺口所失去的质量。如果把月球安放在太平洋里边，那么月球将在太平洋里突出很多；还有不能解释角动量的问题等等。大陆漂移说的反对者们认为魏格纳的根据是凭空设想出来的，论据并不够充分。他们举出了意大利的地理轮廓像靴子这样的例子来说明这个学说还不足以说明问题。　

　　然而，大陆确实因为某种原因发生漂移这种设想，虽然在当时的科学界似乎站不住脚，但却继续萦绕在地质学工作者的脑海中，令人难以抛弃。直到更先进的科技给出了更强有力的证据，大陆漂移学说才获得了新生。关于这方面的研究，根据是地球磁场周期性倒转的假说。这些令人信服的证据来自世界范围的标准地震检测站网络，这些网站最初是为监听秘密的原子弹爆炸而于1960年建立的。　

　　虽然大陆漂移学说受到了很大的冲击，但是后来，尤其是20世纪60年代以来更加活跃起来了。大陆漂移学说的理论根据是以各种大地测量、地质及地球物理资料为基础的，根据美国、新西兰、日本及土耳其等地地震断裂的研究证明，地壳确实存在水平位移，而且它在相当长的历史时期内（1000万年～l亿年）其位移可达数百至数千公里，以此计算其运动形式大概是以每年10厘米～15厘米的速度做水平运动。而最新资料表明这个速度每年可达39厘米。　

　　德国地震学家堡德认为，太平洋所有边缘地区都围绕着太平洋内塌陷的地块发生了某种扭转现象。克里斯多弗维奇曾根据魏格纳大陆漂移理论的思想基础编制了著名的《地球上古生代古植物区示意图》。沃尔甚至在《地球古植物史》中提到，如果没有大陆漂移概念，是完全不能解释植物界发展的主要特点的…被认为不能跨越深水的古植物和动物，分布在大西洋两岸及其他被大西洋隔开的大陆上的一定地理区域内。它们的分布情况说明过去的陆地在欧洲和北美洲之间，南美洲、南极洲、澳洲、印度及非洲之间曾是有联系的。过去也有的学者曾经提出过陆桥假说，即从一个大陆到另一个大陆的暂时的陆地联系。对于这种陆桥是否真正存在和它们的位置，也从古生物学方面进行过热烈的讨论，自从大陆漂移的理论提出后，陆桥说就没有必要研究了。　

第41节：二、生命之前（7）


　　特别是近年来对古地磁学的研究，大大促进了大陆漂移理论的发展。一位日本学者把日本的白垩纪至早第三纪古地磁极移动的路线与北美及欧亚大陆所求得的结果相比较，提出了白垩纪至早第三纪日本岛漂移假说。北美和欧亚大陆的磁极的平均移动路线与日本相比较有显著不同，这种现象解释为可能是日本列岛处于亚洲大陆边缘造山带的岛弧的结果，是欧亚和北美两大陆对日本造成相对运动的结果。日本的平均移动速度大约是每年1厘米左右，显然与各大陆平均的移动速度不相等，而据水泽纬度观测站六十多年的观测资料，认为这种速度是存在的。　

　　为了进一步证明大陆漂移理论，不少人提出用卫星反射激光束的办法来验证这一理论的可靠性。这种方法能够确定地球上的某地的位移，精确度可达几厘米。此外，利用这种方法还能帮助确定世界各地的海平面是否相同、地球形状是否更像一个干梅子，而不是曾经认为的梨形等等。利用这种方法，人们检验了现在的非洲正在以每年几十厘米的速度远离南美洲漂移，同时识别了不均匀的重力牵引和氢元素在地球内的不均匀分布导致的海洋中的凹陷和膨胀问题。更重要的是它证实了各大陆在经历漫长的地质年代的过程中，各大陆块若即若离，就像现在的南美洲正在慢慢地远离欧洲和非洲。　

　　大陆漂移学说导致了板块构造理论的形成。板块构造的概念认为：地球岩石圈或地球表面的最外层，大致可以划分为七块厚度达100千米的大刚性球面形盖体，称为板块。这些板块漂浮在软流圈（地幔熔化了的软薄岩层）之上，大陆曾像木筏那样在地球表面漂移了几亿年。除太平样板块和印度洋…澳大利亚板块外，其他五大板块中的每个板块都是以各个大陆名称而命名的，分别叫作北美洲板块、南美洲板块、欧亚板块、非洲板块和南极洲板块等，另外有几块较小的亚板块。总之，板块构造学说是对包括大陆漂移学说