大陆漂移学说的发展

第四章大陆漂移学说

Chapter4Continentaldrift大陆还能漂移？这是一个多么让人难以置信的问题。第一节、大陆漂移说的诞生一、大陆漂移思想的产生

1910德国气象学家A.Wegener－－大西洋两岸形状的互补性产生了大陆漂移思想。几内亚湾巴西

1911年秋天－－－文献－－古生物证据－－巴西和非洲之间曾有过陆地相联系。这或许是一个涉及大陆形成和地球演化的大问题，值得认真研究探讨。

----汉堡大学J．W．Koppen

为了证明大陆漂移，Wegener致力于有关证据的寻找工作，以此来支持大陆漂移学说的可靠性。

Wegener认为：如果大西洋两岸曾经连接在一起的话，那么当时所形成的地层地质情部也应该是一致的。因此，他最先从地质方面寻找证据。二、大陆漂移学说提出的的有关证据1、地质构造上的吻合性

魏格纳首先追踪了大西洋两岸的褶皱山系和地层。他相当满意地发现，大西洋两岸的岩石、地层和褶皱构造确实像搭积木一样可以搭配起来。

非洲南端的好望角(CapeofGoodHope)东西向的褶皱山脉与南美洲阿根廷的布宜诺斯艾里斯(BuenosAires)低山相接，这是一条二叠纪的褶皱山系。两处山地中的泥盆纪海相砂岩层、含有化石的页岩层以及冰川砾岩层都可以相互对比。欧洲的石炭纪煤层可以延续到北美洲。北大西洋两侧古生代期间形成的褶皱山脉，在大陆拼合后连成一体。北美洲与挪威南部、英国等地都广泛分布着泥盆纪相同的陆相地层。北美洲的阿帕拉契山脉(AppalachianMts)与爱尔兰(Ireland)一致。魏格纳还对比了印度、马达加斯加岛、非洲之间的地层构造，也同样得出程度不等的对应关系，而这种对应关系都限于较老的地层构造。比喻：好象一张撕碎的报纸，按原样拼接起来，报纸上的印刷文字能阅读连贯。西非和南美的结晶质地层出露区2、现存生物的证据大陆漂移达尔文（生物进化论）（自传）赖尔（地质学渐变论）《考察日记》2nd生物学物种起源的单祖论观点：相同的生物种不可能是在相隔遥远的两个地区分别独立地形成，它们必定起源于某一地区，然后直接地，或通过第三个地区传播到另一地区。大西洋两岸许多生物之间存在着亲缘关系：

园庭蜗牛：分布于德国、英国、北美洲

蚯蚓：分布于中国、日本、西欧美国东部（肺鱼、河马、海牛等）有袋类动物袋鼠袋熊3、古生物证据南美和非洲都在石炭-二叠纪找到过中龙化石广布于澳大利亚、印度、南美、非洲晚古生代地层中的古植物舌羊齿

分布于南极洲、南非、印度的水龙兽、犬颌兽和迷齿类动物群，具有惊人的相似性犬颔兽

水龙兽

魏格纳质问道：“难道有人真会相信靠一个陆桥就可以进行物种的交换了吗？为什么澳大利亚和如此邻近的巽他群岛之间没有什么物种的交换，就像从另一个世界来的外来物一样，岂非咄咄怪事！”

古生物学家对这些化石的解释是：4、古气候证据

西伯利亚北部奥陶纪－石灰岩中有珊瑚化石；新地岛的泥盆纪－石灰岩中珊瑚成礁；澳大利亚在石碳纪－二叠纪有冰川覆盖；帝汶岛却有珊瑚礁的发育。在北极与南极均有碳矿的存在。加拿大北部红色页岩。5、古冰川证据冰碛岩瑞士动物学家阿加西斯（L.Agussiz）发现冰川移动

石炭纪－二叠纪6、大陆偷漂移学波说的诞冠生第二节、番大陆漂移刑学的衰败一、大邮陆漂移老说的消哄沉《海陆的起尾源》在1915年初版碗；德文1920年出了艘第二版耻；德文192花2年的第三末版；德文袭原著也陆箩续被译成焦英、法、讲西班牙、奔日、俄等锯国文字。20世纪三贷四十年泥代曾出雄过该书砍的中译昏本。1965年商务留印书馆们出版了明新的中传译本《海陆的起输源》（李旭脖旦译）,19桨77年重印发尚行。魏格纳的有大陆漂移太说至20年代初期津才在世界拳上广泛地抗传播开来径。对传统海的海陆固定泪论所把持靠的地学碰界来说笛，无异掩在一潭易死水中演投下了白一块巨卵石。大家陆漂移茫说在当里时引起枪了轰动浑。在学术会的议上，在航杂志刊物朋中，到处槐都在议论城大陆漂移场。许多人舍在初读魏绕格纳这部盟名著时，依无不流露潮出震惊、年激动，也悟夹杂着难言以置信。是在人们心庸目中一向查是安如磐宽石的大陆铲，居然会孝像船一样胡漂浮活动状，这实在课不可思议带，有人甚闸至说：“映这是一位丝式大诗人的沉梦”。魏格纳这滩本所罗列修的事实是汪有力的，帝思维和逻东辑也是严软谨的。192盆2年一位酷评论者捐不由惊殖叹道：肢这项理文论一经席证实，忠它在人鸡们思想施上引起争的革命封堪与哥恐白尼时俯代天文背学的变孤革相比拨拟。45年后，销当海底翁扩张取号得重大请成就的码时候，台加拿大畏的威尔辅逊（J．T．Wils阳on）对此容作了完碑全相同钢的比喻赌。大陆漂烛移吗？抉择赞成反对固定论疗不会善抗罢甘休炼，他们际终于找命到了致数命弱点杯：深沉的蠢大陆究垂竟为何腾会一漂非千里？功驱动大僚陆漂移贼的力的佳来源又压在哪里主？1、大陆烂漂移学辣说的动卸力学问说题魏格纳韵也明白伞，如果挂不能从货理论上扯对漂移姿的方式嘴、力源燥等统称径为大陆劳漂移的霉机制问票题作出贿合理的疫解释，远那么，显他的学份说还是日不容易出站得住炮脚的。他从北冰最洋上漂流毫的冰山想萌象大陆在墨海底上漂雀流。他在格湿陵兰从孩北冰洋停上漂流赖的冰山第想象大检陆在海尸底上漂城流。海底可以属移动吗？姨即海底具液有流动性烫？魏格纳强唐调这是力垄在漫长地沟质年代长翼期作用的血结果。一根火漆含棒；冰。棋均具有可采塑性。所以，偶地球表握层以下站的物质退在力的域长期作推用下，捷也可能勾发生流煮变。1.1地球的构眨造天有多喊高？地材有多厚熄？地球的直袖径为127榆00多公里，烤从地面到绘它心的地破球平均半脱径6371公里。地球内部损是什么样晶的状况？20世纪90年代在艰俄罗斯停科拉半甜岛的一站口超深锅井，深伤度已打真到12公里之下部。地下的情析况是什么都样子？如恐何知道？---盾---地震波纵波的传具播速度一含般是横波香的1.7倍纵波既能牵在固体中堂传播，也例能在液体梁中传播；浮横波却不杯能在液体彼中传播。在密度止不同的准两种介晒质的界绿面上，著地震波防会发生猴反射和帮折射。根据记录赵到的各种朱不同波的横到达时刻汇，可以计胃算出地下姨不同深度搬的地震波颤速度。莫霍面（几十公吵里）古登堡面290绘0km5000妖km地壳莫霍面地幔古登堡摇面地核硅铝层硅镁层1.2重力和地涨壳均衡一个物败体不仅泻受到地郊心的引达力，也脚受到四弦面八方省的其他愈物体，袄如天花陆板、墙贸壁等对伏它的吸齿引。但镜这些东宝西的质捏量与庞踢大的地朋球质量歪（5.9而8x稿10寺27克）相比汗是微不足旧道的。1854年，英驳国学者普拉特（Prat旱t）测量过酱喜马拉雅捕山对铅垂仰线的影响仰。据他的杜计算，喜麦马拉雅山烛的引力应毒该使垂线揉向北偏斜58秒，但实眠际测量结嘉果垂线北访偏只有1秒。在南页美洲以及献其他一些徒山脉附近荒的测量也冠得出类似窗的结果。难道大山喷是个空壳吹子？显然舍不是。研右究表明山辞地的质量俱被山地以娇下的物质衡不足所补颠偿。在大继洋区则正象好相反。汉但通过重历力测量，婚表明大洋不区的重力胆值未必偏拼低。大陆高山矮底下必有薪较轻物质馒，而大洋鞋底下则有胞较重物质邮。对地壳原的研究表献明，大陆忠型地壳的申特点是厚贷而轻，大崇洋型地壳颠的特点是尸薄而重。抬这样就使蠢高山大陆匀与大洋区尼的重力处部于某种均稠衡状态。地壳均衡舍概念：从地下某哨一深度起做，相同面重积上所承叨载的质量曾是趋于相其等的。2．大陆没在哪一浓层上漂袖移？魏格纳识下到陆高而和质轻，洋课低而质重坟。海洋和芒陆地并仔不是地兄表局部稼和偶然嚼的起伏堤不平，经而是由联地壳组那成的根虫本差异找引起的。魏格纳正炎是基于这滩一点，从旗地壳均衡慈的观点出仗发批驳了读陆桥说。魏格纳在耐他的书里畜这样写道“夸张扎些说，祥它们就惨像水和贩水上的匙冰块一没样”。他断言盛，硅铝质匀的大陆块教就像一座腰座冰山一谦样沉浮、丑航行在较意重的硅镁惜质岩浆里漫。现代板块兰构造说认耀为，并不局是硅铝层猫漂浮在硅所镁层之上覆，而是岩章石圈漂浮桥在其下的私地幔软流竞圈之上。由于历俊史条件俭的限制版，当年醒魏格纳刘对于地敞球内部寄结构的病认识，炼他不可俱能对大半陆漂移括机制作最出准确足的解释告。3、大陆漂桃移力的问茶题大陆是漂宫浮着的，瓣是什么样宜的力推动量了大陆漂社移？魏格纳在叉解决这个嘉问题时的邮思路是：前从运动的城主导方向迈，寻找大旨陆漂移驱则动力。3.1离极力根据对浸过去大圾陆位置摔的复原点，2亿多年前妄南半球诸熟大陆聚在嫩南极附近援（并分布嚷着广泛的应冰川），叛以后逐渐耐四散，向枕北漂移。持这是一种框自极地向链赤道漂移洲的趋势。魏格纳还侵列举出其瓦他一些陆键块，断定场大陆曾有浆过自两极嫩向赤道的英漂移，也厘就是说，圈大陆漂移艳受到一种蔽离极力的勒作用。这种离极铺力又是从连哪里来的小？魏格纳次设想：地球自转骡所产生的垮离心力。事实上，赔除了两极痕和赤道以锡外，地球灯表面上的贵任何一点店，自转离痒心力的水纠平分力都蓬是指向赤锅道的。3.2月亮的堂潮汐力大陆明显汪是向西漂龟移。在南、蜜北美洲摊的西缘铅，形成冶高大的科迪勒拉骄－安第斯年山系；而在大轮陆的东缘序，曾经脱牙落下一些粥陆地的碎扇片，在大诱洋中构成己了星罗棋吩布的岛群狠。在中国大披陆以东的助海域，日战本、琉球尾、菲律宾材等群岛就补是一些落霜伍的“行勉客”。新西兰龟等岛屿乔刚脱落任在澳大兴利亚的津东面。在中美洲偷东岸，古仰巴等安的列斯小群岛掉在后迈面，而鲁且其中岛屿较极小者掉姨队掉得能愈远。非洲东线顽的马达加绩斯加岛、胶印度南端急偏东的锡叼兰岛在南美摧洲南端园，大陆祖尖端弯剩向东方且，且尾健随着一旗些落后盏的岛链壳。科迪勒雅拉山系这个向除西漂移遥的力又吗是来自绩何方？魏格纳认毫为是太阳祥和月亮的锋引力所产抓生的潮汐湾摩擦力。盘魏格纳等吓认为，地周球自转的察速度由于业潮汐摩擦骄而减缓。现代测浊量表明宴，地球妻自转的负速度确榆实在变找慢。一凑昼夜的笼长度在会一百年寸内增加使了l－2毫秒，即它大约要过10万年才御使一昼削夜增加床一二秒袄钟。古生物府学家研挤究了珊棒瑚化石举上的日丑轮和年瞎轮发现无，在3.7亿年前临，一年速有400天，也绵就是说饼，当时秃每昼夜干大约长21.6小时。4、地球究物理学摊家和地踩质学家仅的矛盾1）大陆漂钟移的力是证什么？魏格纳箱认为：策地球自块转的离开心力和至潮汐摩鼓擦力。大多数地佳球物理学朗家认为，欧这两种力胆实在太小凶，并不足窄以驱使深岗厚、庞大原的陆地作唤长途漂移铲。有人计斗算出它拉的最大晃值（在甘纬度45o处），汗不过是吐重力大铸小的三凤百万分幻玉之一；筒潮汐摩霸擦力也衣相当有顿限，一稠般人都坑不大相既信这样胁小的力跃就是推握动大陆虾漂移的扬原动力阴。2）大陆在种哪层上漂在移？魏格纳团：大陆硅腹铝层在桥洋底硅尼镁层上抛漂移。绝大多数风地球物理枣学家：洋底是坚尸硬的，大茶陆竟然能懒像船一样菠航行在洋饮底，这在烦力学上是搞根本不可黎能的。杰弗利斯（H．Jef职fre住ys）是反对桃大陆漂氏移的代舌表人物与。192瓜4年《地球》一书中拉，据其冤计算，亿在地球描自转离棒心力和晨潮汐力最驱动下烈，大陆抖要移动析一个弧烘度，需疮要漫长动的30亿年。一大批地日球物理学馒家纷纷起闷来批评大定陆漂移说假。192简6年，一位崭反漂移说础学者说：句“倘若魏刃格纳言之骗成理，我画等岂不要厕忘掉70年所学绢的东西堵而从头厚学起。椅”第二节、户大陆漂移土学的衰败大陆漂光移与固跃定论者汽之间进将行了激事烈地论肌战：力：A.W倘egen台er－月球扁潮夕力超和地球惯离心力麻。固定论：距上述力不尾足硅铝层始在硅镁茎层上移误动不可明能。大西洋两列岸重合有15%的误差辨。为何大那陆在二喊叠纪以像后才漂厕移？美洲西缘揭受太平洋袜底的阻滞谅，为什么颂发生褶皱捏的不是柔农软的太平惰洋洋底，饥却是坚硬粗的美洲大陶陆？魏格纳1930年在格贿陵兰去风世一、古辫地磁研糕究1．磁现象两千多年叹前，秦始股皇在阿房宫萝大殿的职北门是行用巨大蠢的磁石以防备刺收客。战国时，络我国制成蜡了司南。11世纪前肠后制成喷了指南叼针用于谅航海。蜓大约到铅了12世纪末旧，指南膝针才由案我国传枯到西方川。第三节逆大陆漂移背学说的复催兴指南针悠究竟为动什么会上指南呢妻？由于磁体肌有相互吸执引的性质静，所以曾天有人设想宅，在南方壁或北方很稿远很远的孙地方有一族座巨大的清磁石山。馋有人则猜毙想磁体是习有“灵魂艇”的东西膜。1600年，英国陕学者吉尔伯模特（W，Gilb筋ert）在他的《论磁》中首先提僵出，指南湿针之所以妖会指南，猪是因为地令球本身就抱是一块巨晶大磁石的棉缘故。160演9年英国航赠海家哈得逊在去北忧美洲的辟航程中逐发现情狮况果然矿如此。吉尔伯特垂推断整个淋地球是一康块巨大的撑磁石，只灾是在它的遇表面上才泡被一层岩残石、泥土漠和水所覆朴盖。地球物理薄学家推断简：地核主目要是由铁壶镍等组成磁铁。而所有瞒的磁体驻被加热印到一定衡温度（400－700℃左右），磁性浪就完全丧缠失了。这枪个温度叫柿做居里温栋度。（铁：760撇℃，镍：356缓℃）地球内部臭的温度高趴到几千摄乳氏度。法拉第的电磁舒感应原箩理2．指南留鱼与化嚷石磁性北宋时曾公亮《武经总要》的军事书皆提到，行掌军时利用眼指南鱼来闲指示方向省。书中还数记载了指啄南鱼的制蹈作方法。许多岩既石（火惑成岩、湾沉积岩靠）的磁施性相当阅稳定。割（为什稻么？）古地磁学之：通过对岩尚石中化石烫磁性的研愿究，可以司追溯古时龄候地球磁太场的特征菠和变化历柏史，这一泽门学问就毯叫做古地磁督学。砖瓦、征陶器、党灰烬、配土块。捐（考古岩地磁学局）岩石形成潮时的古纬嚼度：根据岩石薪标本的剩椒磁倾角（焦它等于当恩时地磁场桶的磁倾角清），可以席算出标本裁所在地当驾时的古地起磁纬度（秘倾角越大留，纬度越五高）。依此方曲法，可款以得出唱几千万司年来的妥地磁极量位置。蛛若取数千年的地磁极沉位置加以尘平均，其毯位置与地引理极几乎尖重合。3、为大陆父漂移说“柳昭雪”20世纪50年代，饮古地磁狼研究在广英国可推谓盛极丢一时。凡由著名脏物理家布莱克羡特（Bla塔cke阅tt）及朗科恩（Run劝cor再n）领导的镇两个小砍组，用辛极精密舱的仪器撇，测定这了一批篇岩石的茧化石磁医性。将回几千或章几万年池期间加场以平均秩，就可材以得出惕某一时勾代岩石寺标本所甚在地的疾古纬度确以及相扭应的古急地磁极祖位置。结果表明廊：测得的卖古纬度逆往往与仔目前所食处的纬袜度有颇忙大的差峡别。195拔4年，布旧莱克特名研究小直组报道体说，英悉国在2亿年来曾图经向北移腹动了很大勺距离。2亿年前强红色砂厉岩的化偶石磁性狡倾角为30o，而目哑前为65o）。这一结果叙并未引起狗人们的重脾视原因为:竖1、大陆陕漂移说抵消沉多衡时；2、人们省对古地捧磁学还己不熟悉3、有人认毙为古纬度皂有所变迁繁，也可能挤是古地磁得极位置曾彼有变动。（例如，壮岩石标本涉的测定，掀磁极在3亿年前位宣于日本附桥近，6亿年前昨则更远富，在南隔太平洋辩）各地质玻时代古呈地磁极晶的位置疤，前后墨连成一晌条线，诞就绘出厅了古地矩磁极的旬迁移轨环迹。朗科恩研究小位组中曾糟一度认奖为，地旱球自转参轴的位震置可以续发生改叮变，古惕纬度的格变化并士不是大保陆漂移爷的结果仓，而是现地球自阔转轴本叶身移动秀所引起颠的。不同大陆酒的磁极曲写线不重合魏格纳爱认为非菊洲、南天美洲、辣印度、慎澳大利微亚和南雨极洲在衬古生代贞是连在国一起的锈。古地磁的粒研究表明战：魏格纳贼并没有提错，而狡正是那悼些反对昨他的人腰错了。有人根据腿澳大利亚隆不同时代班岩石化石例磁性的测扒定成果，丑勾绘了澳客大利亚自阶石炭纪以歼来各时代适相对于南准极的位置轧。印度德干库高原岩石铲磁场方向勺及磁角二、大爸西洋两雁岸的再庭度拼接①E．Bul饺lar挠d布拉德键的计算子机拼合：196懒5年，大陆乳架外缘以零下约1000米的等深岛线，误差扮少于1%。（杰弗利鼓斯1962年在剑桥裳大学他宣团称：“凡不能绑用数字朴表达的羊东西都激不是科梯学。”）②Car竞ey的搭积木而游戏：195劳8年，大型莫地球仪－潮－有机玻载璃上绘出许大陆的轮劲廓－－滑圣动－－能秤完美地拼腔接起来。其它大陆勾的拼合也不是非常完办美的。三、海底燥扩张学说1、海底测液量最初人撑们用绳袋索＋铅承锤进行唇测量。1917年－－龄超声波屋－－了装解了海坑底概貌叔。洋底也像殿陆上一样格坎坷不平枝。2、大洋菊中脊：195捕6年，尤因＆希泻曾发现了6400衬0公里的中怠央海岭。在1953年，大叫西洋中册脊一二亡公里裂衰谷。“全球性押裂谷系”大洋中骂脊高1000－300鞠0米，宽1000－200成0公里。重力值并裙不高赤有放较轻的物芦质地幔物兽质涌升阿留申千岛日本马里亚纳琉球菲律宾爪哇新不列颠新赫布凯里底汤加-克马德克中美秘鲁-智利波多黎各南桑德韦工奇3、海沟马里亚扣纳海沟max新--1虑100陈0米。中脊纱居中部，圆海沟在边荐缘。岛弧-海沟系。马里亚纳蛇海沟海沟为何霉这么深？辽是什么样蛛的下向力宫所形成？20-止30年代，荷拿兰地球物柄理学家万宁·曼纳兹对这里的重力值及卵热流值进行了堪研究。重力值先：海沟的弱重力值婶相当低刑，必有狐一种向渐下拉的竭力。波多黎随各海沟喉：1吨/厘米2。地球中木的热量妹从何而汁来的呢秃？温泉；缺向下100米，温谋度升高2－3℃。1亿年地球燃释放出来捧的热量相煌当于2万米煤层扔燃烧的热丽量。热流值：大洋中猴脊热流爱值特别氧高，一型般大于83.工7毫瓦/米2(平均为68.2毫瓦/米2),甚至达榨到335毫瓦/米2。而在在扎海沟处，足热流值最交低，一般曾小于41.8喂7毫瓦／米2。地幔对流君学说的提标出：根据大洋中熟脊及海沟的重力值连及热流值络的测定，贪万宁·曼纳兹乐提出了缸地幔对归流说：大洋中花部是地谨幔流上较升的地艳方；海肤沟地幔啄应有一虫股下降唇流。4、海底梳沉积物逼：20世纪50年代用世地震波田测量地艇壳的三丢层结构蒸，发现著海洋沉剃积层的熊厚度平猾均只有500米。100辨0年沉积1mm，20亿年就应颗当有厚达200景0米。5、海底扫岩石年递龄：深海钻仇探发现散，海底丑年龄不诸老于2亿年。6、海生生删物年龄：5.7亿年前。7、海底扩老张学说的注提出：美国海岸府和大地测矛量局的迪茨于196问1年在英国《自然》杂志提唐出了有名热的海底扩掀张说，晃即：大洋中脊经和裂谷体席系正是地壁幔物质上虑升的涌出肉口，涌出诱物质冷凝每形成新的怪洋底，并慰推动先形狼成的洋底鞭向两侧扩构张。而美国仅普林斯孤顿大学亮地质系榆主任Hes示s（赫斯）早在1960年写成症了《大洋盆地报的历史》一文，但硬在1962年才被肠发表。1、转换断步层的发现侍（196降5年，威企尔逊）四、海底订护张学说刮的验证转换断切层和磁纹异常一节起，并高列为验忠证海底坦扩张说抹的论据断层的类披型正断层逆断层平移断层转换断销层195表2年，美国羽海洋地质砌学家H．W．Mena笑rd（孟纳警德）以及迪茨，在加利明福尼亚海固岸外的东孟北太平洋策上发现了它大洋中的取第一条断童裂带——门多西诺匀断裂带，椅断裂带两盐边错开一誉定距离。2、海底磁茂异常：196蝇3年，英催国剑桥帮大学的Vine和Matt猫hews。地磁转恼向磁异常——地磁倒测转（Vine故-Mat喊thew洽s假设）加拿大学座者莫尔莱戚（L.W华.Mo后rle腾y）在196青3年春也欠曾提出茧过类似错的假设密，但它位的论文遍在当时没遭到拒臂绝。海底钻腰探证明沫地磁转惨向：自1968年8月至198况3年11月，深舍海钻探虾计划历宣时15年。“桃格罗玛·挑战者号芹”共完成96个航次，柏航程60万公里案，在各掀大洋（党北冰洋狼除外）624个站位植钻井109山2口，取所得岩芯950雀0余份，宝得到的孤岩石最做老不超炮过2亿年。丑－－地扛磁转向大陆上到岩石磁看异常的泻发现：19世纪50年代，美慈国的Cox等人对陆炼地岩石的舰磁性方向胃进行了测驼定，他们丙发现数百愁万年来磁锋极方向发驾现了变化吴，而且磁志极方向变尘化年代与涨海底完全勿一致。400多万年鼻以来地设磁正向峰期与反持