地球大陆漂移：运动的结论与生物学难题解答

运动的大陆

我们的结论既然是“没有灾变”，那么，这是否意味着地球是绝对稳定、毫无变化的呢？当然不是。变化总会是有的，而且有一些甚至还是我在前面否定过的变化。这是怎么一回事呢？

我们来探讨一下究竟什么是灾变。有些事情，它们如果发生得相当快，就是灾变；如果发生得很慢，就不是灾变。假如你从摩天大楼的房顶跳下来，急速降落，那对于你个人来讲，肯定是一场灾变；但是，如果你是乘电梯缓缓降下，就什么问题也没有。这两种情形，发生的都是从上到下的位置变化。位置的变化是否构成一场灾变，完全取决于变化的速率。

同样，从枪口射出的一粒高速子弹如果击中你头部，你肯定非丧命不可；可是，同样一粒子弹，如果是别人用手投掷出来，速度不高，那只会是把你击痛而已。

我在前面已经否定过的那些变化，认为它们不会是一场灾变，指的是它们快速发生的情形。同样那些变化，如果它们发生得十分缓慢，情况就会完全不同。非常缓慢的变化能够发生而且的确发生过，但它们不一定会构成灾变。

例如，我们认为不可能出现灾变性的地壳滑移运动，但是我们必须承认，非常缓慢的地壳滑移运动却是可能的。我们已经知道（从已知年代的岩石上的冰川擦痕加以判断），大约在6亿年以前，有一个时期，在巴西的位于赤道的部分，在非洲南部，在印度，在澳大利亚西部和东南部，曾同时发生过冰川作用。这些地区当时就像今天的格陵兰岛和南极洲，到处覆盖着冰雪。

怎样才会出现这种情况呢？如果当时地球上的陆地和海洋的分布同今天相同，又如果当时的南极和北极的位置也同今天完全一样，那么，今天的热带地区当时覆盖在冰雪之下便意味着那时整个地球全是一个冰冻的世界；而这是极不可能的。要知道，我们在其他大陆地区并未发现有那时候冰川的痕迹。

如果我们假定地球的两极已经移动过位置，因而目前为热带的地区当时曾一度是极地，而目前的极地当时曾一度是热带地区，那么，当时的两极无论是在什么位置，都无法说明当时为什么在上述不同地区会同时存在着冰冠。如果假定地球两极未曾移动过，只是地壳作为一个整体发生过滑移，仍然会产生同样的问题。这就是说，地壳无论怎样滑动，也无法说明当时所有的那些冰冠。

这样一来，为了解释那些古代冰川，唯一可能发生过的事情就只能是各个大陆的相对位置发生过变化，现在位于不同地点的那些古代冰川遗址曾一度相距很近，全都位于地球的南极或者北极（或者其中一部分位于南极，而另一部分位于北极）。难道真的会是这样吗？

我们可以仔细观察一下世界地图，不难发现，南美洲的东海岸线与非洲的西海岸线竟是惊人地相似。如果把这两块大陆剪下来（假定在平面上绘制地图时，这两块大陆的变形不太大），两者简直可以拼合在一起。人们在比较精确地搞清楚这两条海岸线的形状以后，立即就注意到了这一点；那是由英国学者培根（Francis Bacon，1561—1626）早在1620年向人们指出的。非洲和南美洲难道曾经连接在一起是一块大陆吗？它们难道曾经沿目前的海岸线分裂开来，然后漂移得越来越远吗？

一位德国地质学家魏格纳（Alfred Lothar Wegener，1880—1930）在1912年出版了一本专门讨论这个问题的专著，名叫《大陆及海洋的起源》。他在这本书中第一次透彻地阐明了这种“大陆漂移”学说。

构成大陆的岩石不如构成海洋底部的岩石致密，前者主要是花岗岩，后者主要是玄武岩。这些花岗岩大陆板块不是可以在玄武岩的基底上移动位置吗？这同地壳滑移的想法有些相像，不过，不是整个地壳在滑移，而仅仅是这些大陆板块在漂移，而且漂移的速度非常缓慢。

如果各个大陆板块是各自独立地在移动位置，这对赤道的鼓出部分不会造成严重的问题；而且，如果移动的速度又非常慢的话，所需要的能量也不会太多，因而不会形成灾变。此外，如果说大陆板块是独立地移动的话，这还能解释为什么在世界上相隔很远的不同地区（有些甚至靠近赤道）都存在着非常古老的冰川遗迹。所有这些地区在过去某个时期都曾连在一起，而且位于极地。

用这种大陆漂移运动还有可能解答一个生物学上的难题。这就是：在世界上相隔很远的不同地区竟然存在着十分相似的植物和动物品种，有的甚至远隔重洋，而它们肯定未经过杂交。1880年，澳大利亚地质学家瑟斯（Edward Seuss）假定曾经存在过连接各大陆的大陆桥来解释这种现象。例如，他设想过去曾有过一块非常大的超大陆在南半球围成一圈，以此来解释为什么在现在分隔很远的各块陆地上会有那么多相同的物种。换句话说，我们必须承认在地球的历史进程中曾有过陆地的上升和下降运动。地球表面上的同一地区，在有些时候可能是一块高出水面的大陆，在另一些时候又可能是海洋的深底。

瑟斯的这种看法流传很广。但是，随着地质学家对大洋底的了解越来越多，看来，洋底能够形成大陆的一部分的可能性是极小的。比较符合情理的看法，是认为存在着侧向运动，一块大陆在这种运动中分裂成了若干碎块。每一个这样的碎块上面都运载着一些特定的物种，结果，一些相同的物种便被大洋隔开，分布在各块陆地上。

魏格纳认为，有一个时期，所有的大陆都连接成一个巨大的陆地板块构造，海洋也只有一个。他把那个超大陆叫做“泛大陆”（出自希腊语，意思是“整个地球”）。由于某种原因，泛大陆分裂成好些碎块，碎块再漂移分离，最后形成了今天这样的大陆布局。(www.xing528.com)

魏格纳的书虽然引起人们的关注，但是，地质学家们一直不愿意认真看待他的学说。地球大陆下面的一层是那样坚硬，各个大陆似乎不可能在它上面漂移。南美洲和非洲各自稳稳地固定在原来的地方，不可能在玄武岩的底层上面漂移。因此，在魏格纳提出他的学说以后的40年中，地质学家一直不承认他的学说。

但是，随着地质学家对大陆的研究逐步深入，他们终于感到，这些大陆似乎应该真的一度全都拼合在一起。特别是，如果把大陆架的边缘看成是大陆的真正的边界的话，更像是如此。这种情况绝不像只是一种偶然的巧合。

因此我们似乎应该承认的确存在过一个泛大陆，它后来开始分裂，分裂后形成的碎块由于某种原因再慢慢分散开来，相距越来越远。如果真的是这样，那么在各个碎块之间形成的大洋的底部就应当比较年轻。我们在大陆的某些岩层中发现的化石，它们的年龄大约是6亿年。因此，在大西洋海底找到的化石，由于它们是在泛大陆裂成碎块以后才形成的，它们的年龄就只应该比6亿年更小。事实的确如此。在大西洋海底的岩层中找到的化石，它们的年龄从未有过大于1.35亿年的。

有利于大陆漂移说的证据后来积累得越来越多，但是关于大陆漂移的具体机制却还有待作出说明。魏格纳所提出的花岗岩层在玄武岩层上滑移的那种机制显然不能成立，所以必须另找出路。

仔细研究大西洋海底为解决这个问题找到了钥匙。不过，大西洋底深达若干千米，上面覆盖着一厚层海水，我们无法看见。1853年，人们在铺设连接欧洲和美洲的大西洋通信电缆时，对大西洋底进行探测，发现了第一个值得注意的线索。根据探测人员的报告，有迹象表明，在大西洋中部似乎有一个海底高原。大西洋的中部似乎要比它的边缘地方明显地浅一些。为了纪念大西洋电缆工程，大西洋中部的这处浅水海底被取名为“电报海底高原”。

当时进行探测的方法，是在船舷外把挂有重物的长绳垂入水中。这项工作既慢，又麻烦，测量结果也不准确，而且测量点也少得可怜，所以测量结果只能反映海底构造的十分粗略的轮廓。

第一次世界大战期间，法国物理学家朗之万（Paul Langevin，1872—1946）研究出一种借助超声波的反射测量水下物体距离的新方法。在20世纪20年代，一艘德国的海洋考察船便开始用水声探测器对大西洋进行探测。到1925年，他们证明在大西洋中部纵向有一条巨大的海底山脉。最后，在其他大洋中也发现了这样的海底山脉。它们连成一条蜿蜒曲折的长长的“洋中脊”，环绕着地球。

第二次世界大战以后，美国地质学家尤因（William Maurice Ewing，1906—1974）和希曾（Bruce Charles Heezen，1924—1977）着手研究这个问题，在1953年证明了沿着大西洋海底的山脉，正好在它的长轴线上，有一条深谷。后来，在洋中脊的各段也都发现了这样的深谷。这条深谷有时就叫做“地球大断层带”。

这条地球大断层带就像是把整个地壳分成好几个板块，它们有的纵横达数千千米，深度一般是70—150千米。这些板块非常吻合地拼接在一起，因此根据希腊语中木工的行话，取名为“构造板块”。根据这些板块来研究地壳演化的那门学问就叫做“板块构造学”。

构造板块的发现导致了大陆漂移说的建立，但是这个学说同魏格纳的理论又有所不同。各个大陆并不是漂浮在玄武岩层上，在它上面滑移。每一个大陆都同它邻近的海底连成一个整体，成为某个板块的一部分。它们只能够随着所在板块的移动而移动。各个板块显然在移动位置。不过，各个板块之间接合得那样紧密，它们怎么能够移动呢？

各个板块是被推开的。1960年，美国地质学家哈蒙德（Harry Hammond，1906—1969）找到了表明“海底在扩展”的证据。例如，在大西洋中部，从地层深处有炽热的熔岩缓缓地涌出，积留在地球大断层带里。这些熔岩在到达表面或接近表面时，就凝结成固体岩石。熔岩不断地涌出，凝结成的固体岩石越来越多，这就会把两侧的板块向外推开。在某些地方，两个板块向外推移的速度可以是每年2—18厘米。随着这些板块彼此作分离运动，譬如说，南美洲大陆和非洲大陆便相距越来越远。换句话说，各个大陆并不是在漂移，而是正在被向外推开。

这种效应所消耗的能量从哪里来呢？科学家们还未能完全搞清楚这个问题。有一种比较合理的解释是：地壳下面的地幔温度相当高，又受到巨大的压力，因此可以发生塑性变形，其中存在着许多缓慢流动的旋涡。如果有一个旋涡流动的路线是先向上，然后向西，向下，那么附近必定还会有一个旋涡，其流动路线是先向上，然后向东，向下。在地壳下面的这两种向相反方向的运动，其效果是把相邻的两个板块向两侧推开，地层深处的熔岩便从它们之间缝隙涌出。

当两个板块被推动而彼此分开时，它们的另一端自然会向着那里相邻的另一个板块移近。两个板块被推着慢慢地越挤越紧，在它们交界的地方便会挤出皱褶而形成山脉。如果两个板块被推挤得比较快，那么，其中的一个板块便会插进另一个板块的下面，而进入炽热区域被熔化。在这种情况下，海底会被带着下沉，而形成“海沟”。

地球的全部历史都可以用板块构造学加以解释。于是，就像进化论是生物学的主要理论、原子论是化学的主要理论那样，板块构造学一下子便成了地质学的主要理论。正是各个板块在一些地方彼此移动着离开，在另一些地方又相互靠拢，地球上才有山脉的崛起、海沟的形成、海洋的展宽、大陆的分裂与合并等地质变化。

每过一段时间，各个大陆就会相互靠拢而连接成一大片陆地，然后那片陆地再分裂成碎块；这个过程就这样反复进行。上一次大片陆地即泛大陆的形成，是在2.25亿年以前，那正是恐龙开始进化的时期；然后，大约在1.8亿年以前，泛大陆开始分裂。