第二十九章 大陆漂移和板块构造说:
块推离大西洋中的海丘。大约在1.8亿年以前,南美洲和非洲是连在一起的,这就是冈瓦纳大陆。两块大陆的分裂线与导致海底扩张的,并且现在仍很活跃的大西洋底海丘线十分吻合。每当发生地震时,这条海丘线便清楚地显现出来,目前,它与南美洲和非洲的大西洋海岸线的距离大致上是相等的。
赫斯进而提出了海底扩张说的合理推论。他认为,由于海底扩张效应,海底壳层不断地在大陆一边创生,而同时又在大陆的另一边消失(麦肯奇1977,117)。这个观点通常被看成板块构造说进一步发展的主要内容,也是我们理解大陆漂移理论的主要基础。大西洋地壳层从海丘移出的速度大约是每年四厘米。按照这个速度推算,大西洋海底壳层从海丘全部移出,也就是移动整个大西洋宽度的距离所需的时间为两亿年。这个数字立即可以用来解释许多未知的奥秘。例如,海底钻孔找到的化石标本都未超过两亿年(中生代前后)。而从陆地上挖掘出的海生化石研究表明,这些海生生物都可追溯到二十亿年以前。再如,假设海床的年龄与大陆同样古老,那么按正常的沉积速度,海床上应当产生很厚的沉积层,但钻探分析表明,海床上的沉积物很少。简而言之,在海洋存在的几十亿年中(乌耶达1978,63),海底并不是永恒的,而是在不断地变化,不断地运动。
如果把赫斯的观点同板块构造说的一般思想结合起来,就可以满意地解释另一个现象或过程;板块边缘新物质的增加,并不使板块的面积增大。由于压力作用,板块在不断地缩小。这一点在两个板块的碰撞处山脉的形成和山脉的更替中,表现得非常明显。
哈里·赫斯在阐述他的海底扩张说时,很清楚他的理论quot;与大陆漂移说并不完全相同quot;(1962,617)。按照大陆漂移说的思想,quot;大陆…受某种未知力的驱动,在海底壳层上漂移quot;,但他的理论的基本思想是,大陆quot;被动地浮在地幔之上,当地幔物质从海底海丘上流出时,大陆便横向移动开来。quot;
前面曾谈到,一般人都认为:最初的纯粹古磁学证据并不能完全说服大多数地球科学家放弃quot;大陆固定观quot;。决定性的证据来自新的磁机制的研究,它戏剧性地证实了海底扩张说。船载磁测仪揭示出海底壳层条状磁化区域的存在(休莱1959,61)。如果赫斯的解释是正确的,那么在海丘两侧就应该有对称的条状磁化区域。这项验证性实验是剑桥大学当时的研究生F.J.维恩和他的导师P.h.马修斯提出的。实地测量很快证实,条状磁化区域确有预期的那种对称性。
按照这一理论,当炽热的熔融物质沿海底海丘流淌并固化时,它便感应了当时的地磁场。既然新的物质把它从海丘上推开,它仍将保持冷却时所感应的磁性。因此,每一条前后相继固化的物质带应该有记录形成日期的磁性标志,而海丘两侧同时对称形成的物质带也因此具有相同的磁性方向。1963年,维恩和马修斯在《自然》杂志上发表了这一重要假说,这个假说翌年就通过了实验(实测)检验。事实上,地球磁场演化的历史不仅表现出一些微小的变化,而且在目前已知的年代中还经历过南北逆转。所有这些,都是在实测和研究海底海丘两侧的条状磁化带过程中发现的。
虽然这个假说今天听起来非常具有逻辑性,一点也不令人惊奇,但在当时看来却是异常激进而大胆的。维恩回忆说,当他第一次把他的观点告诉剑桥大学地球物理学家莫里斯·希尔时,尽管希尔quot;很有礼貌的一声不吭,只是看着我并且谈些别的事情,但他一定在想我今天疯了quot;(格伦1982,279)。维恩还把他的假说告诉了爱德华·布拉德爵士,即使布拉德爵士quot;这有点大胆猜测的味道q