地壳运动起源：地球自转变化与板块构造

关于地壳运动的起源问题有很多学说，如有地球自转速度变化说和板块构造学说等。

1.地球自转速度变化说

1926 年，我国著名地质学家李四光从地质力学的观点，提出了地球自转速度变化说。他认为：“在论到地壳运动的方向的因素时，我们应当考虑的不是地球自转，而是地球自转速度的变更问题”。众所周知，地球是围绕太阳运动的行星之一，每年绕太阳公转一次，其线速度每小时高达10.8 万km；同时，地球本身每天自转一次，赤道上任何一点的线速度每小时也有1674km。如此高速旋转的球体，除两极外，任何一点都受到不同的离心力作用。当地球自转速度发生变化时，就会起自动刹车的作用，从而引起地壳的构造运动。如我们坐汽车，高速行进的车突然减速，人会向前拥；缓慢行驶的车突然加速，人会向后倒。地球自西向东旋转，当变慢时，地壳物质向东挤；当变快时，地壳物质向西滑动，使地壳上粘得不甚牢固的部分跟不上速度加快的步伐而掉队。如美洲大陆相对欧非大陆落后了，在它们之间形成了大西洋；美洲大陆西缘遇着太平洋底阻挡，形成南北向的巨大挤压带。所有这些都已为地质构造的客观事实所证明。

在漫长的地质年代里，地球自转速度到底变化了没有？有人发现，现在生长的珊瑚，每年留下360 条生长线，可是在中泥盆世时的某种珊瑚，显示一年内有385～410 条生长线，就是说在那时候一年有385～410 天。而在晚石炭世时代，珊瑚显示有385～390 条线。如果地球绕太阳的轨道不变，它公转一周的时间就不大可能有所变化，那么在过去那些时代，地球自转速度比现在就快多了。由于原子钟的诞生，人们可以精确测定地球自转速度的变化。这些事实都反映地球自转速度在漫长的地质年代里是有变化的。

2.板块构造学说

板块构造学说，是综合许多学科的最新成果而建立起来的关于地球海陆形成和变迁的学说，是20 世纪世界重大科技成果之一。它是1968 年由法国地质学家勒皮顺（Lepichon）提出的。他认为地球的岩石层并不是整体一块，而是被一些活动的构造——如海岭（海洋底的山岭）、海沟、平移大断层等所割裂，形成若干个有限的岩石单元，叫做板块。全球岩石层可划分成六大板块，即太平洋板块、亚欧板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。在每一个板块内部一般都是比较稳定的，而板块与板块交界的地方，则是地壳比较活动的地带。这里常有火山、地震活动以及挤压褶皱、地热增高、岩浆上升和地壳俯冲等。(www.xing528.com)

地壳上的这些板块是怎样形成的呢？1912 年德国气象学家魏格纳（Wegener）提出了大陆漂移说。他认为，原始地壳大陆象冰山在海中一样漂浮在软流圈上，在2 亿年前的中生代初，大陆自东向西漂移，美洲漂得最快，亚、澳大陆漂得最慢。首先美洲和欧、非洲之间形成大西洋，接着澳大利亚和南极洲之间形成印度洋。这个漂流过程很慢，直到第四纪初期才形成象现代世界上海陆分布的轮廓。仔细观察地球仪和世界地图上各大洲的分布，可以看到世界大陆轮廓具有显著的相似性。如果现在我们把南美大陆和非洲大陆彼此相向移动拼合在一起，两者可以吻合得很好，几乎不留什么空隙。根据大地测量资料，近年来美洲与欧洲之间的距离有所增加，说明这两个大陆至今还处在漂移中。

什么力量驱使大陆漂移和板块运动呢？1961 年美国的赫斯（Hess）和狄兹（Dietz）提出了海底扩张说，表明板块相互水平移动是热力对流作用的结果。大洋中的海岭中脊是地壳张裂的地带，地幔物质不断从这里涌出，冷却固结形成新的海洋地壳。而后涌出的“热流”，又把先前形成的海洋地壳向外推移，自海岭中脊向两旁每年以0.5～5cm的速度扩展。当移动的海洋地壳遇到大陆地壳时，就俯冲钻入地幔之中。在俯冲地带，由于拖曳作用，形成了很深的海沟（图2-1）。如由于印度洋板块向亚欧大陆板块的南缘俯冲，两板块相撞击，古海槽褶皱形成了巍峨的喜马拉雅山脉。俯冲带实际上是一个面，它大约以45°的倾斜钻入大陆地壳下。因此，在海洋地壳向大陆地壳俯冲的地方，好象一个漏斗，岩石圈的物质随着俯冲地块进入这个漏斗之中，逐渐为地幔所吸收同化。由于海洋地壳在海岭中脊处诞生，到海沟消失，海洋地壳大约2 亿～3 亿年就可以全部更新一次，所以，海底的岩石都很年青。近代海洋地质调查一直没有找到比中生代还早的海底沉积。太平洋是地球上最老的大洋，海底最古老的岩石是距今1 亿～2 亿年侏罗纪的沉积岩。

图2-1　由于海底扩张板块前缘碰撞俯冲形成海沟

大陆漂移——海底扩张——板块构造是一个问题的三部曲，海底扩张是大陆漂移的新形式，板块构造是海底扩张的引伸，大陆漂移导致了板块构造的形成。板块构造这种新学说，证明地球上正发生着极活跃的“新陈代谢”作用，地球绝不是有些人所想象的那样沉寂，而是一个仍然充满活力、不断运动的星体。