同學(xué)們好！

地球自它誕生以來，從未停止過活動。最為神奇的是，我們的茫茫大地竟然能夠象巨輪一樣，漂泊數(shù)千里，生生不息。其驅(qū)動力就是我們今天要介紹的地球內(nèi)營力的地質(zhì)作用。

正如我們前面的課程所說，地球內(nèi)營力是來自地球的內(nèi)部力量，它會引起諸如地殼運(yùn)動、巖漿活動、變質(zhì)作用等地質(zhì)作用，總體上使地面變得高低不平。這里所說的地殼運(yùn)動，實際上是指巖石圈相對于 軟流圈以下的地球內(nèi)部的運(yùn)動，最明顯的表現(xiàn)就是大陸板塊的運(yùn)動，也就是大陸漂移。

我們現(xiàn)在說大陸漂移的時候，已經(jīng)是一個常識了。但是在一個世紀(jì)以前，如果這樣說，可能會被認(rèn)為是天方夜譚，癡人說夢。那我們就從魏格納的大陸漂移學(xué)說說起。

1910年，德國氣象學(xué)家魏格納應(yīng)征入伍，參加第一次世界大戰(zhàn)，然后就受傷了住院，在醫(yī)院特別無聊，就注視墻上的世界地圖，突然發(fā)現(xiàn)大西洋兩岸大陸邊緣的幾何形狀，似乎可以拼合起來。于是，他就把地圖上大西洋兩岸的大陸剪下來，像拼板一樣拼合起來，發(fā)現(xiàn)除了非洲大陸的尖角稍微有一些變形突出，和美洲大陸有些重疊以外，簡直是天衣無縫。他非常激動，沒有等病好就出院搜集有關(guān)的資料。在1912年時發(fā)表了《海陸的起源》，正式提出了大陸漂移學(xué)說。那個時候呀，地質(zhì)學(xué)上普遍認(rèn)為地殼和海洋的關(guān)系是恒久不變的，魏格納說大陸是活動的，純屬瞎扯。這個學(xué)說受到冷落，后來這魏格納到格陵蘭島探險去世，也就再沒有其他人重視了。它一度沉寂了30多年。

直到20世紀(jì)60年代，大陸漂移學(xué)說終于在大洋深處找到了答案。海洋地質(zhì)學(xué)和地球物理學(xué)的諸多發(fā)現(xiàn)，包括古地磁學(xué)，深海鉆探、海底地貌、地球物理及海洋地質(zhì)等學(xué)科的發(fā)展，使得大陸漂移學(xué)說再度復(fù)活起來。不僅找到了新的證據(jù)，解決了“漂移”的地球物理機(jī)制，而且發(fā)展為海底擴(kuò)張，板塊構(gòu)造理論體系。那究竟是怎么回事兒呢，且聽我細(xì)細(xì)道來。

其實，當(dāng)時魏格納為證實大陸漂移所收集的大量資料，至今仍然是難以辯駁的鐵證。其中，大陸岸線的吻合是最吸引人的證據(jù)。巴西東端的直角突出部分與非洲西岸直角凹進(jìn)的幾內(nèi)亞灣非常吻合。1965年，布拉德用計算機(jī)對大西洋兩側(cè)大陸進(jìn)行拼合，發(fā)現(xiàn)最佳方案并非海岸線，而是海平面以下915米的等深線，其平均誤差小于1個經(jīng)度。大西洋兩岸北美和北歐之間地質(zhì)構(gòu)造具有一致性，具有如此高的擬合度不可能是偶然造成的。

另外，非洲與南美洲古生代和中、新生代也具有相似性，并且可以越過印度洋跟蹤到南極和澳大利亞，南半球各大陸找到的二疊紀(jì)—三疊紀(jì)的植物群與兩棲類、爬行類等陸生生物有驚人的相似性。

更令人信服的是，兩岸相同地質(zhì)年代的山系、地層或巖塊都可以一一對應(yīng)和拼接起來。這就象被撕碎的書頁，不僅毛邊可以拼接，連印刷文字都能恰好齊整切合，僅僅用巧合來解釋就說不通了。

晚古生代南半球各大陸冰川的分布乍看起來，就是這張圖上的樣子，是毫無規(guī)律的，但若把各大洲包括南極在內(nèi)的大陸拼合在一起，則冰川的分布就不難理解了。

前面說的都是南半球的事兒，那么在北半球呢。通過對北半球不同時代古地磁北極位置的測定，把各地質(zhì)時期古地磁極的位置在圖上連結(jié)成一個線，就是我們前面所提到的磁極移軌跡。我們發(fā)現(xiàn)，北美和歐洲所測的磁極移軌跡并不重合，但形態(tài)大致相似。如果將兩大陸拼合在一起，那么這兩條極移曲線就會基本重合，說明大西洋曾經(jīng)的確是不存在的，兩個大陸曾經(jīng)是相連接在一起的。

將這些事實綜合起來進(jìn)行分析，得出，地球在距今大約2.5億年以前還是一個統(tǒng)一的大陸，稱為聯(lián)合古陸。聯(lián)合古陸大約在三疊紀(jì)后期，即約2億年前開始破裂，并逐漸漂移，成為現(xiàn)今的海陸布局。

在實際地球磁場強(qiáng)度的研究中，測定值與理論磁場強(qiáng)度是有區(qū)別的，這種區(qū)別就稱磁異常。上世紀(jì)50年代后期，有人對東太平洋進(jìn)行地磁研究，發(fā)現(xiàn)海底地磁呈整齊的條帶，并都呈南北向展開，條帶的間距可以達(dá)到幾十公里。如果把所測定的磁異常標(biāo)記到圖上，就是現(xiàn)在圖中這個樣子。如果沿中脊軸對褶過來，那么磁異常條帶東西兩側(cè)是能夠重合的。對于這種對稱性一直使學(xué)者們感到困惑不解。1963年，英國的兩位科學(xué)家瓦因和馬修斯發(fā)現(xiàn)：地磁的正負(fù)異常正好對應(yīng)于古地磁場的正反方向變化。這樣海底就起到了一臺磁帶錄音機(jī)的作用，根據(jù)地磁場的正反方向變化可記錄海洋擴(kuò)張的歷史。之后，人們測定了太平洋、大西洋和印度洋的地磁轉(zhuǎn)向年表，也標(biāo)在地圖上，發(fā)現(xiàn)正向期與反向期是一致的，從而證明海底擴(kuò)張的普遍意義。

上世紀(jì)60年代開始，英國海洋地質(zhì)學(xué)家赫斯(1962)和迪茨(1961)提出了海底擴(kuò)張的觀點(diǎn)，并在之后經(jīng)過不斷補(bǔ)充完善。該觀點(diǎn)認(rèn)為，海底擴(kuò)張是大洋巖石圈 在洋中脊處裂開，地幔熾熱的溶漿從這里涌出，冷卻后固結(jié)成新的大洋巖石，并把先期形成的巖石向兩側(cè)對稱地推擠，導(dǎo)致大洋海底不斷擴(kuò)張。另一方面，地球并不會因為海底擴(kuò)張而膨脹，那么大洋巖石圈必定在大陸邊緣的海溝處沿著消減帶向大陸巖石圈的下面俯沖，消亡于軟流圈中。形成海溝和群島。并通過計算表明，大約經(jīng)過2億年，整個洋底將徹底更新一遍。

過去人們相信洋底像巨大的“平底鍋”一樣，是一馬平川的。19世紀(jì)，人們在鋪設(shè)海底電纜時，發(fā)現(xiàn)大西洋中央比兩側(cè)高出了許多。1918年，德國科學(xué)家利用超聲波回聲測深儀發(fā)現(xiàn)大西洋中央明顯變淺，寬度有1千多公里。然后他們就開展3年的測深，發(fā)現(xiàn)整個大西洋底潛伏著一條與兩岸輪廓相似，巨大無比S形中央海嶺。后來，人們又發(fā)現(xiàn)中央海嶺是一種全球性的現(xiàn)象。1956年，美國科學(xué)家根據(jù)回聲測深資料，編繪了全球洋底地形圖。圖上赫然呈現(xiàn)出一條橫貫全球、首尾相連的中央海嶺系統(tǒng)。

從60年代以來，人們在各大洋打了上千個鉆孔，根據(jù)所采集的放射蟲標(biāo)本鑒定，發(fā)現(xiàn)它們的年齡都不超過2億年，相比之下大陸上測出最老的巖石可達(dá)38億年，這說明洋底十分年輕，更老的洋殼 已被深海溝吞沒了。而且，洋底年齡是以洋中脊為對稱軸，向兩側(cè)有序地增加，最年輕的洋底都在洋中脊上，自那里向兩側(cè)，洋底的年齡逐漸由新到老排列。而特別驚人的事實是，沉積物的年齡與磁異常條帶所預(yù)測的年齡完全一致。所以我們通常說：古老的海洋，年輕的洋底。

這就是年輕的大西洋中脊的照片。

在大陸漂移學(xué)說和海底擴(kuò)張學(xué)說的基礎(chǔ)上，法國科學(xué)家 勒比遜1968年提出了板塊構(gòu)造理論。根據(jù)這一新學(xué)說，地球巖石圈并非整體一塊，而是分裂成許多塊，這些大塊巖石稱為板塊，洋殼和陸殼都是板塊的組成部分，鑲嵌在板塊中的大陸 隨著板塊運(yùn)動，速度為每年1厘米到10厘米。所以，“大陸漂移”完全是板塊運(yùn)動的結(jié)果，大陸只是傳送帶上的乘客“。全球地殼呢，劃分為六大板塊：太平洋板塊、亞歐板塊、非洲板塊、美洲板塊、印度洋板塊和南極洲板塊。其中除太平洋板塊幾乎全為海洋外，其余五個板塊既包括大陸又包括海洋。

從海底擴(kuò)張和板塊學(xué)說的觀點(diǎn)來看，有的大陸邊緣是板塊的真正邊緣，受到強(qiáng)烈的拉張、擠壓或剪切作用，因此是地球上的強(qiáng)烈活動地帶。但也有的大陸邊緣位于板塊內(nèi)部，并不是板塊實質(zhì)性的邊緣，那里是地球上相對穩(wěn)定的地區(qū)。這分別對應(yīng)著我們后面將要討論的太平洋型和大西洋型大陸邊緣。

太平洋型大陸邊緣又稱活動大陸邊緣。從大洋中脊新產(chǎn)生的大洋巖石圈，把老的大洋巖石圈向兩側(cè)推擠，到大陸邊緣的海溝處，老的大洋巖石圈沿消減帶俯沖到上地幔軟流圈中。此類大陸邊緣具有強(qiáng)烈的地震、火山活動、構(gòu)造變形和變質(zhì)作用等現(xiàn)象，是地球上強(qiáng)烈的活動地帶。

另一種是大西洋型大陸邊緣，又稱穩(wěn)定大陸邊緣，位于板塊內(nèi)部，并不是板塊的邊界，只是早年大陸裂開時的裂谷邊緣。這里的大陸架十分平坦而寬闊，最寬可達(dá)1000多千米，而且沒有島弧與海溝等高差懸殊的地形存在，在大陸坡的基部是沉積物堆積很厚的大陸隆。它既不受到擠壓，也不受到拉張，因此這里十分穩(wěn)定，沒有強(qiáng)烈的火山和地震活動。

由于地球表面積是有限的，板塊在運(yùn)動中必定會相互作用，形成不同類型的板塊邊界。板塊邊界是地球上最活躍的地帶，具有強(qiáng)烈的火山、地震活動、地質(zhì)構(gòu)造變形和變質(zhì)作用等。根據(jù)板塊間相互作用方式可以分為三種基本類型：其一為彼此遠(yuǎn)離的分離型板塊邊界；其二為彼此交錯的轉(zhuǎn)換型板塊邊界；其三為彼此接近的匯聚型板塊邊界。從力學(xué)性質(zhì)來說，它們分別代表著拉張、擠壓和剪切三種基本方式。板塊本身是不會變形的，地球表面活動便都在這三種狀態(tài)下集中發(fā)生。每一個板塊都可能以上述三種類型的邊界組合為自身的界限。

由于板塊邊界處存在著強(qiáng)烈的相互作用，成為了地震或火山活動地帶。其實，地震、火山帶的分布，正是全球板塊劃分的重要依據(jù)。

大陸漂移、海底擴(kuò)張和板塊運(yùn)動的概念，使人們對于洋盆演化的認(rèn)識發(fā)生了根本的改變。這種新活動論認(rèn)為，在地球漫長的歲月中，海洋與陸地是在不斷變遷的，經(jīng)歷著分久必合、合久必分的歷史過程。加拿大科學(xué)家威爾遜首先注意到大洋開啟和閉合的不同發(fā)展趨勢，將大洋盆地的演化過程歸納為萌芽、幼年、成熟、收縮、結(jié)束，大陸碰撞造山等六個階段，然后在外營力的作用下夷為平地后，再開始一輪新的循環(huán)。其中，前三個階段顯示大洋的開張和生成，后三個階段代表大洋的收縮和關(guān)閉。

威爾遜旋回中的萌芽、幼年、成熟、收縮、結(jié)束，完成大陸碰撞造山等階段，我們在地球上能找到相應(yīng)的實例，形成從東非裂谷，到紅海亞丁灣，再到大西洋、太平洋、地中海，最后是喜馬拉雅山。

魏格納在他的《海陸的起源》這本書中，認(rèn)為大陸漂移的驅(qū)動力來自潮汐力和地球自轉(zhuǎn)時的離心力，不過這兩種力實在太微弱了，很難說服別人。其他研究者也始終沒有找到大陸漂移的真正原因，因此這也是該學(xué)說當(dāng)時沒有得到重視的一個原因。即使到目前為止，對板塊運(yùn)動的驅(qū)動力，目前還存在著許多不同的看法。比如：淺地幔對流假說、地幔對流假說、地幔柱假說和板塊拉動假說。在所有觀點(diǎn)中，討論最多的是地幔熱對流說，這也是海底擴(kuò)張說傳統(tǒng)的看法。即認(rèn)為板塊是馱在地幔對流體上以傳送帶的方式運(yùn)動的。

為了理解地幔熱對流，我們來看一個燒湯的例子。當(dāng)火焰從下面加熱的時候，被加熱的湯從鍋底上升，翻滾后外流到邊緣冷卻，冷卻的湯密度增加下沉，呈現(xiàn)出一個對流過程。地幔熱對流中，洋中脊處地幔流呈上升態(tài)，把深部的熱 源源不斷地帶出。它一方面使上覆巖石圈受到烘烤，同時地幔高溫物質(zhì)沿裂谷帶涌出也使洋脊的熱流值大大提高。海溝的情況則相反，這里的地幔流呈下降態(tài)勢，同時大洋巖石圈遠(yuǎn)離洋中脊，溫度已降低。此外，板塊向下俯沖時攜帶了大量海水進(jìn)入地幔，因此熱流值也大大降低。

最近幾年，地學(xué)領(lǐng)域在印度洋上有著名的兩大新發(fā)現(xiàn)，都刊登在NATURE周刊上，并有大量相關(guān)新聞報導(dǎo)，這有可能改變我們剛剛講的這些知識。也就是說，不管是海底擴(kuò)張，還是地幔柱假說可能需要重新評估，大陸板塊漂移的力學(xué)機(jī)制究竟是什么呢？請大家掃描這個二維碼，閱讀相關(guān)報道和文獻(xiàn)，并思考：這兩大發(fā)現(xiàn)的重要意義是什么？魏格納認(rèn)為大陸漂移的驅(qū)動力來自潮汐力和地球自轉(zhuǎn)時的離心力，是否有道理呢？

那么我們同時再思考一個問題，地球，作為一個球體，是均衡旋轉(zhuǎn)的，海陸分布理應(yīng)是均衡的，可為什么偏偏就出現(xiàn)了極不一致性呢？難道僅僅是上天的偶然安排嗎？或者說是上天特別青睞北半球嗎？有人解釋這是引潮力的結(jié)果，那么結(jié)合前面的那個問題，這二者之間是否有什么關(guān)聯(lián)呢？請掃描這個二維碼閱讀相關(guān)解釋。

這一部分的內(nèi)容到此結(jié)束。同學(xué)們，再見！