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地球大陆版块漂移的动力之源
板块理论被公认是20世纪自然科学领域的五大成就之一，它的提出是一次重大的地学革命。但是板块理论遇到很大的困难，就是版块分裂运动的强大动力来源问题。80年代末，以美国科学家为首提出的大陆动力学计划旨在解决“板块”没有解决的大陆地质难题，发展板块理论。大陆动力学的提出得到全球大多数地球科学家的响应，使之成为当前固体地球科学研究的主导。
地球磁场逆转与大陆版块漂移，从表面上看是地球的自身现象，可地球是太阳系中的一个成员，所以地球磁场的逆转与大陆版块的漂移，就与日地月天体运动系统有着千丝万缕的联系。地球磁场逆转与大陆版块漂移已被证实，不可置疑。大家知道地壳与地心之间并没有一个固体连接，所谓的地轴是人们的一个假想轴。地壳在受到外力（日月引潮力）的作用下（因地壳的质量很小，只占地球总质量的千分之二点六），地壳就与地心之间产生了差速运动（地球自转受到“刹车”力而“丢转”）。地轴是倾斜的（23.5度），因为倾斜所以地壳所受的外力与地轴有一个夹角。这样地壳与地心的差速运动每丢一转时，就使地球的南北两个极点向地球的低纬度地区旋转了23.5度。
当丢失了7～8转时，地球的南北极也就调转了180度，正好是地壳的南北极来了个大调转。地壳是不产生磁场的，地壳的磁场来源于地心。地壳两极的大调转使地壳在地心磁场上所处的相对位置也来个大调转，这时候若有火山爆发，也就记录了当时地壳在地心磁场上所处的磁场方位。在几十亿年的漫长岁月里，地壳就是这样在有磁场的地心上，受日月引潮力的作用，作螺旋式旋转运动的。这种运动的结果才使钻探出的岩芯呈现出逆转的情况。
我们生存的地球象一个没煮熟的生鸡蛋，地壳是固体而内部是液体。当地壳受日月引潮力的作用，相对地心产生了螺旋式旋转运动，这种运动使地壳的南极旋转到北极，因此地壳被感应的磁场也同时发生了逆转，大陆版块也获得漂移的动力，南极也有了生成煤层的条件等等。所以我认为地球的磁场根本就没有逆转。如果是地球磁场消失和逆转的话，那将是地球上高等生命的大灾难，将使高等生命灭绝。高等生物灭绝后，在短短的几十万年时间里又如何能进化到我们现在的人类文明。
所以地球磁场逆转的报道是证据不足的。我们应该把地球看成是两个套在一起的球，一个是液体并有磁场的球，另一个是地壳球，它是一个包裹着地心而又空心的固体球。固体的地壳球里面有液体的岩浆。经过多年的火山喷发，地壳与岩浆之间也有一定的间隙。“固体的地壳”与能产生磁场的“液体的地心”之间在作不同步的，而且有螺旋角度的相对运动，使我们生存的地壳在地心磁场上产生了缓慢的位移（漂移），当然这个位移需用漫长的时间。
这个位移的力来源于太阳与月球强大的引力及宇宙间其它星球复杂的引力，还有大块陨石的撞击力、地下岩浆活动影响力等。所以地壳与地心磁场能产生旋转位移是不可避免的。因地壳在地心上的旋转，改变了太阳光对地壳的照射角度，使我们生活的地壳上有了寒期与暖期的交替变化。在这种寒与暖的气候变化中，将淘汰一些物种，诞生一些新物种，也进化一些物种。适者生存，我们人类就是这种变化的最大受益者。
我们都知道地球是一个椭圆体。之所以是椭圆体，是因地球自转离心力所致。当地球赤道上的点旋转到地球的两极，两极的海拔将升高，两极的冰川范围将扩大许多。冰川的扩大使地球进入了一个寒武纪。由于地球自转有离心力的原因，两极的地理高度也将缓慢的下降（两极轴变短，气压加大），地球的温度将缓慢上升，地壳将拥挤呈摺皱状并有造山运动。迎来了一个地球的暖期，我们现在就处在这个时期。而两极地区旋转漂移到了赤道，因地球自转的离心力作用，地球直径尺寸将加大，地壳将按照地球的经线方向出现大裂谷和大海沟（如同我们传统的大红灯笼一样，将它压的越椭圆，它的经线方向的骨架就距离越大）。因地球自转的离心力，比重较轻的海水都集中在地球赤道附近，地壳的旋转使沧海与桑田在交替的变化。南极与海底有煤（南极有煤层就是地壳由低纬度地区旋转漂移到了高纬度地区的结果），磁场有逆转的假象，恐龙的灭绝，鸟类有迁徙的习惯，生物的进化，地震，在我国南方有冰川期和冰臼的形成等等。都是因固体的地壳相对运动的结果。
地球赤道地壳表面的曲率大，而两极小。就是因这一大一小，才使得大陆版块的移动获得了强大的动力。地壳在作螺旋式旋转运动时，地壳的上下表面就会反复出现大小不等的裂缝。就好象是我们吃的奶油蛋糕。如果将蛋糕上下两面都涂上奶油，把蛋糕部分比作我们地球的地壳，把在蛋糕上面涂的奶油，比作是地球上沙石及沉积物，蛋糕下面涂抹的奶油，就是地壳下面的液体岩浆。我们在向下掰开蛋糕时，蛋糕上面的奶油就向下灌满了裂缝，向上掰蛋糕时下面的奶油又向上充填了蛋糕下面的裂缝。地球的两极旋转到地球的赤道，就如同我们在向下掰蛋糕，地壳的上表面就会出现裂痕，小的裂痕被地球上的沉积物充满，而大的裂痕就形成了大峡谷和大海沟。地球赤道上的点旋转到地球的两极，如同我们在向上掰蛋糕，使下面出现裂痕，这时候岩浆乘虚而入，同时使地表面形成挤皱现象（挤皱也就是造山运动）。
许多地球之谜（如地球磁场逆转，南极有煤层，沧海变桑田，地震发生，海底扩张，大陆版快漂移的动力，地球气候的冷暖变化，大峡谷和大海沟的形成等等）都与地壳这种旋转运动有关。
“大陆漂移—海底扩张—板块构造”这一知识“链接”给人以怎样的启示?
板块构造学说是关于全球构造的理论，是当今地球科学界普遍认同的学说。它的发展主要经历了大陆漂移学说、海底扩张学说和板块构造学说三个阶段。
1.大陆漂移说
德国人魏格纳(A.Wegener，1880～1930年)于1912年提出了这个假说。他从南美大陆和非洲大陆边缘轮廓非常吻合，似乎是沿大西洋发生过裂开和漂移这一现象着手，收集了大量有关地质结构、古冰川、岩石和化石等资料，发现有许多相似性与可拼合性，大胆地提出了大陆漂移的设想，开创了大地构造学中的新潮流——活动论。他认为地球上所有的大陆，在大约三亿年前(石炭纪后期)，曾经是一个庞大的联合古陆，称为“泛大陆”，海洋也只有一个围绕着它的“泛大洋”，后来在中生代时才逐渐分离、漂移，形成现在的状态(图13-38、图13-39)。
图13-38 大陆壳在漂移过程中几个时代的位置
(魏格纳，1912)
A—晚石炭世；B—始新世；C—早更新世
图13-39 大西洋两岸大陆的拼接
(据E.C.Bullard，1965)
大陆漂移学说认为较轻的花岗岩质大陆壳，在较重的玄武岩质基底之上漂移。大陆漂移沿着两个方向：一个是大陆由东向西飘移，由潮汐摩擦阻力引起的；另一个是大陆由极地向赤道的离极运动，由地球自转产生的离心力所致。由于漂移速度不同，就分裂成各大洲，其间就形成了各大洋。大陆漂移前缘受基底阻碍处就挤压形成了褶皱山脉。
限于当时的科学水平，大陆漂移说未能正确说明大陆漂移的驱动力问题。因为刚性的花岗岩层不可能在刚性的玄武岩层上漂移；潮汐摩擦阻力与地球自转离心力太小，不足以引起大陆长距离漂移。所以，尽管有许多证据的支持，也曾深深震撼了地球科学界，但是仍未得到大部分地质工作者的接受，特别是受到固定论者(槽台说为代表)的坚决反对，到了20世纪30年代便逐渐消沉下去了。
2.海底扩张说
第二次世界大战后，由于战略需要和科学技术的发展，展开了多方面的海洋调查工作，取得了大量成果，其中包括：大洋中脊形态(全球裂谷系)、海底地热流分布异常、海底地磁条带异常、海底年龄及其对称分布、海底地震带及震源分布、岛弧及海沟、地幔上部的软流圈等等。到20世纪60年代初，美国地质学家赫斯(Hess)和迪茨(R.S.Dietz)，在总结了对流说和大陆漂移说的基础上，对广泛的海底调查资料综合分析后，创立了一个崭新的学说——海底扩张说。
海底扩张说认为：新的洋底在洋脊裂谷带形成，并不断向两侧扩张，同时老的洋底在海沟处插入地下，返回软流圈，造成物质循环。洋底的扩张运动速度每年约一至几厘米，这就使洋底大约每三、四亿年更新一次。洋底扩张的驱动力是地幔物质的热对流。洋脊轴部是对流圈的上升处，海沟是对流圈的下降处。刚性的洋壳驮在软流圈上被动地随地幔对流体的运动而运动(图13-40、图13-41)。如果上升流发生在大陆下面，就导致大陆的分裂和新大洋的形成，如在红海裂谷中见有高温卤水区，推断红海可能就是新大洋的雏形。
图13-40 海底扩张说示意图
(引自柴东浩等，2000)
图13-41 由地幔对流引起岩石圈板块的移动(海底扩张)
(据P.J.怀利，1980)
海底扩张说的主要证据绝大部分来自海洋地球物理的调查结果，对洋底形成和演化规律进行了系统地解释。虽然还存在很多疑问，却极大地激发了人们进一步探讨的欲望。
3.板块构造的概念
在海底扩张说提出后短短几年时间，人们获得了大量新的研究成果，如地磁场转向年代表、海底地磁条带、深海钻探揭示的海底年龄、洋中脊潜水考察的发现、转换断层的发现、海洋的开闭(威尔逊)旋回等，证实了海底扩张的存在并导致了板块构造学的诞生。
1968年在一次学术交流会上，美国的摩根(W.J.Morgan)、法国的勒比雄(X.Le Pichon)、英国的麦肯齐(D.P.Mckenzie)等不约而同地提出了板块构造学说。把海底扩张说的基本原理扩大到整个岩石圈，并总结提高为对岩石圈运动和演化的总体规律的认识。它的研究所及已覆盖了地球上全部面积，所以称为全球构造理论。
板块构造的概念是：刚性的岩石圈分裂成为许多巨大块体——板块，它们驮在软流圈上作大规模水平运动，致使相邻板块互相作用，板块的边缘便成为地壳活动性强烈的地带。表现为强烈的岩浆活动、地震活动、构造变形、变质作用以及深海沉积作用。板块的相互作用，从根本上控制了各种内力地质作用以及沉积作用的进程。
4.板块边界类型
板块边界有三种类型：离散型边界、汇聚型边界和转换断层。
离散型边界(板块生长边界)主要以大洋中脊(或中隆、裂谷)为代表。沿此边界岩石圈分裂和扩张，地幔物质涌出，从而产生洋壳。这里有大量玄武质岩浆喷发，频繁的浅源地震以及地堑型断裂活动，而且在这里新生的玄武岩因受洋脊高热流影响，广泛出现轻度的变质作用(玄武岩变成绿色片岩，超基性岩变成蛇纹岩等)。东非裂谷、红海裂谷均属于此类边界的早期阶段。
汇聚型边界(板块消亡边界)也称为毕鸟夫带。主要以岛弧-海沟为代表。沿此边界两个相邻板块作相向运动，产生挤压，大洋板块向下俯冲潜没，引起强烈的地震、岩浆作用、变质作用和构造变形。
由于俯冲板块在深部被熔融而形成岩浆，引起岛弧(山弧)火山作用与侵入作用，常形成海沟、岛弧、弧后盆地的地貌组合，称为沟-弧-盆体系。环太平洋构造带是汇聚型边界的典型代表(图13-42)。
图13-42 由于消减作用引起岩浆活动与火山示意图
(据A.N.Strahler，1977)
A—美洲西岸火山带的情况；B—西太平洋岛弧区的情况
另外，还有一种特殊的汇聚型边界——地缝合线，它是两个大陆之间的碰撞带。当大洋中脊的扩张速度减缓或大洋板块俯冲加速，俯冲消减的速度大于增生的速度，导致洋壳面积不断减小，直至消亡，使原来位于大洋两侧的大陆板块发生碰撞和挤压，并最终“焊接”在一起，在板块的结合处形成一系列的山脉，并伴随着强烈的构造变形、岩浆活动以及区域变质作用。如喜马拉雅褶皱带就是由于印度板块与欧亚板块中间的特提斯洋壳消亡，使两个大陆板块碰撞而形成的。喜马拉雅山脉北面的雅鲁藏布江一带，就是地缝合线。
图13-43 转换断层与平推断层区别示意图
A，B—转换断层；C，D—平推断层；双线为洋脊；黑点为震源
转换断层 是一种特殊类型的板块边界，沿此边界既无板块的增生，又无板块的消减，而是相邻两个板块作剪切错动，引起地震和构造变形。它常垂直错断大洋中脊，也可以同海沟、山脊在一起。著名的美国西部圣安德列斯断层，就是一条错开太平洋中隆的转换断层。表面看，转换断层非常像平推断层，但又有许多差异(图13-43)。
5.全球板块的划分
根据板块边界，可将全球板块划分为六大板块：太平洋板块、欧亚板块、澳大利亚-印度板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块(图13-44)：
图13-44 全球板块的划分
以上是全球规模的板块，除太平洋板块几乎完全是洋壳外，其余五大板块均包括了洋壳与陆壳。
除以上六大板块以外，还有面积小于1.0×107km2的较小板块，包括：纳兹卡板块(南美洲西岸外)、可可板块(南、北美洲之间的西岸外)，加勒比海板块(位于加勒比海及附近地区)、富克板块(北美西岸外)、菲律宾板块(位于菲律宾及其与马里亚纳群岛之间的地带)等。不同的学者对小板块的划分存在一定的差别。实际上大部分的小板块是古板块未完全被俯冲消减的残余部分，如太平洋东岸的几个小板块，可能是原东太平洋板块的组成部分。
6.板块的驱动机制
虽然板块构造学说早已得到地质学界的认同，但是板块的驱动力问题仍未达成共识，这是因为大部分的板块驱动力理论都处于假设阶段，目前尚无法以实验或令人信服的方式予以论证。
目前，大多数地质学家认为板块是驮在地幔对流体上运动的，地幔对流是引起板块运动的根本原因。但是对于地幔对流的形式(涉及的深度)仍有不同的见解：即分层地幔对流模式和全地幔对流模式。
还有一部分学者认为，板块的驱动力主要来自于俯冲板块相变所产生的重力拖曳力和洋脊扩张产生的侧向推挤力。这一观点曾在20世纪80年代占主流地位。
总之，板块构造理论是综合了许多学科的最新成果而建立起来的大地构造学说，它以地球整个岩石圈板块的活动方式为依据，建立了世界范围的构造运动模式，对一些全球构造问题给予了合理的解释。它是当今最重要、最热门的地学理论。
大陆漂移假说的科学依据
大陆漂移—海底扩张—板块构造这一知识“链接”给人的启示如下：
1、它告诉我们地球是一个动态的、不断发展变化的星球。大陆漂移、海底扩张和板块构造都是地球表面不断变化的表现。这些变化是由地球内部的能量驱动的，而不是静止不变的。
2、其次，这一理论也为我们提供了一种解释地震、火山等自然灾害的新思路。我们知道，地震和火山都是由地壳内部的应力积累到一定程度而引发的。而大陆漂移、海底扩张和板块构造理论则认为，这些自然灾害是由于地球表面不同部分之间的相互作用所导致的。
3、此外，这一理论还为我们提供了一种认识地球历史的方法。通过研究大陆漂移、海底扩张和板块构造，我们可以更好地了解地球过去的历史，并预测未来可能发生的变化。
关于大陆漂移的相关知识
1、大陆漂移是指地球上大陆在不同地质时期相对于海洋的位置发生变化的现象。这一现象是由德国科学家魏格纳在19世纪末提出的，他认为地球上的大陆原本是一个单一的大陆，后来由于地球内部的力量作用，这个大陆开始分裂，并逐渐漂移到今天的位置。
2、大陆漂移的主要原因是地球内部的热膨胀和板块无边界效应。热膨胀是指地球内部由于温度升高而导致的体积膨胀，这使得大陆板块在地球表面移动。板块无边界效应则是指地球表面的板块之间相互作用，这种相互作用导致板块的移动和变化。
3、大陆漂移的影响是巨大的。首先，它解释了地质学中的许多现象，例如山脉的形成和地层的分布。其次，大陆漂移也影响了地球的气候和生态系统，因为大陆的位置变化影响了海洋的流动和洋流的形成。
大陆漂移假说的科学依据如下：
大陆漂移假说在20世纪60年代被阿尔弗雷德·魏格纳提出，作为当代的地理学说之一，具有很高的地位贺伏薯和极高的真实可能，说它是伪科学肯定是不对的，而能支撑大陆漂移假说的科学依据也有很多，以下我们简单列举几个。
一、各大陆边缘海岸线十分吻合
大陆漂移假说最开始的提出就是从各个大洲的海岸线处引发的灵感。巴西东端的直角突出部分和非洲西岸的呈直角凹陷的几内亚湾是其中最为明显的两处吻合，这会不禁让人想到拼图，当两个大陆拼接到一起的时候，几乎不会给人产生任何的违和感，这让大陆漂移假说站住了脚。
二、两岸的构造相同
在两块海岸线吻合的大陆的两岸，其构造、岩石等是相近似、相呼应的。比如北美洲、非洲与欧洲三地在构造与岩石上是对应的，而非洲南端与北美阿根廷南部的岩层、化石是一致的，这些证据都表明，大陆漂移假说是十分有可能的。
三、大陆间的生物相同
1、在各大陆两岸都存在过相同的生物，根据一些化石可以发现，在大陆两岸都有相同生物活动过的痕迹，或者两种生物具有亲缘关系。
2、如巴西与南非都发现过一种名为中龙的爬行类生物化石。迄今为止，世界其他各地都没有发现过这种化石，同时还有一种名为舌羊齿的植物，主要生长在寒冷的环境中，但是其化石却在各大陆都有发现，这也成为大陆漂移假说的有力依据之一。
3、关厅李于大陆漂移假说还有十禅者分多的证据，这里就不一一列举。大陆漂移假说对于当代科学来说是一种助推式的发展，它打破了固定式的大陆思维，还为此创立了新的板块构造理论，即使是在被证实之前，也无法称其为伪科学。
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