大陆地质的研究,使人们注意到一些大陆具有从中心向外逐渐增生的现象。如欧洲,其中心是形成于前寒武纪(5.7亿年前)的俄罗斯地台与波罗的地盾;往外有下古生代(4亿年前)形成的加里东褶皱带;再往外又有更晚形成的上古生代海西褶皱带(2.3亿年前);然后又有形成于中古代(0.67亿年前)钓阿尔卑斯褶皱带。它们一环又一环地围绕着中心的古陆块,显示出逐渐扩大增生的样子。类似的情况在我国、北美等地也可看到。因此,一些研究者相信大陆是随着岁月在逐渐扩大的,而海洋则在不断地缩小。
但是,大陆地壳的化学成分是花岗岩质的。而近代有越来越多的证据表明花岗岩是早期岩石的变质产物。换言之,它是地壳物质周而复始循环作用的结果。据此,一些地质学家认为,大陆并没有增大,那些新形成的褶皱带实质上只不过是旧地壳物质的再造。这个大陆的增生是通过本大陆或其他大陆的破坏来完成的,所以大陆和海洋的相对面积一直基本保持恒定。
那么,这两种观点究竟孰是孰非呢?60年代中期,美国马萨诸塞理工学院的P·赫尔针对两种不同意见,利用锶同位素进行了检验。据理论分析,如果地壳是通过地幔物质的不断分出而增生的,则岩石中锶同位素组成之比应随时间的迁移,表现为弧线上升;若地幔物质没有补给地壳,则锶同位素的变化应是一条直线。实测的结果是前者而不是后者。所以,他认为这证明大陆在增生,海洋在缩小。
差不多同时,另一名研究者美国加利福尼亚理工学院的佩特森则采用铅同位素对此进行了研究。众所周知,铅有四种同位素:Z~8pb、Z~Tpb、Z~6pb和204pb。其中前三种铅的重同位素可由放射性元素铀和钍蜕变而来。地壳物质比地幔物质更富含放射性元素铀和钍。因此地壳物质的铅的重同位素增长速率就大于地幔物质。这样一来,只要测定不同时代花岗岩的铅同位素比,就可以作出合理的判断。佩特森测定的结果,发现不论哪一时代的花岗岩,其铅同位素组成都反映出它们是来自富含铀、钍的原始物质。据此,他相信,地壳物质没有得到地幔物质的补给,而是通过不断的循环作用在更新着。(www.xing528.com)
这样,赫尔利与佩特森的研究结果互相矛盾,我们仍然无法解开这一颇有兴味的自然之谜。后来,又有一个法国科学家阿莱格尔企图调和两者的矛盾。他认为新生陆地的物质来自两个方面,既有地幔来源,也有地壳来源。早期地幔来源多,地壳来源少,后来地壳来源的比重越来越大。玄武岩代表了地幔来源,花岗岩则代表了地壳来源。锶主要赋存于玄武岩中,而铅主要存在于花岗岩里,所以赫尔利与佩特森得出了不同的结论。他认为,在10亿年前,大陆的面积确实在不断增大,以后增生的速率逐渐变慢,至5.7亿年前,即寒武纪开始以来,这种陆壳的增生就基本趋于停止,海陆的面积也保持相对的恒定。
不过阿莱格尔也没有提出什么令人信服的证据。因此,大陆是否增生,海洋是否在缩小仍是一个有待进一步探索的问题。
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