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第18章 大陆漂移学说的产生

1910年初,德国气象学家魏格纳因病住院,一连躺了好几天,觉得有些无聊,于是就抬头看对面墙壁上挂着的一幅世界地图,看着看着,他的头脑中突然产生了一个奇妙的问题:为什么大西洋两岸大陆的弯曲形状竟如此相似呢?沿着北美洲的东海岸到特立尼达和多巴哥的凹形地带,恰好能镶嵌欧洲西海岸到非洲西海岸的凸形大陆,巴西的亚马逊河口大陆凸出的部分恰好可以填入非洲西海岸的几内亚湾。细看一下,巴西海岸每有一个海湾,非洲就有一个相应的突出部分。难道世界的各大洲原来是一整块的原始大陆,以后由于种种原因,才破裂了,经过长期的漂移而形成今天的样子?不,不可能,这或许是一种巧合。魏格纳随即丢开了在他当时看来“并不认为有什么重大意义”的念头。1911年秋,一个偶然的机会,魏格纳在一本论文集中读到这样一句话:根据古生物的证据,巴西与非洲间曾经有过陆地相连接。这段文字记载促使魏格纳去证实自己最初的“直觉的闪光”,从大地测量与古生物学的范围研究地壳构造和运动,进而提出大陆漂移的假说,引发了一场被誉为“对地质学的影响可以和达尔文在一个世纪前对生物学产生的影响相比拟”的地球科学革命。

1912年1月6日,在法兰克福举行的地质学会上,魏格纳作了题为“从地球物理学的基础上论地壳轮廓(大陆与海洋)的生成”的讲演,提出了大陆漂移的假说。4天以后,他又应邀在马尔堡科学协会作了题为“大陆的水平位移”的讲演,进一步阐明了这种新的活动的地球观念:在古生代地球表面只有一个统一的大陆,叫泛大陆。在它的周围是广阔的海洋,叫泛大洋。自2.25亿年前的中生代以来,由于太阳与月亮的引力和地球自转产生的离心力的作用,原始的泛大陆分裂成几块,并作水平漂移,逐渐形成现在的海陆面貌。

魏格纳的讲演犹如平静的湖面激起了一阵狂澜,立即引起了德国地质学界的震动。在那段时期,几乎所有的地质学者都在议论这一假说,有人振奋,有人惶恐,有人赞同,有人责难。为了给大陆漂移说寻找更有力的证据,魏格纳于1912年至1913年第二次作横跨格陵兰岛探险,并苦苦思索许多理论问题。

1915年,世界大战的炮声尚未停息,震惊全球的不朽之作《海陆的起源》问世了。

在书中,魏格纳从不同学科的角度,综合了地貌学、地质学、地球物理学、古生物学、古气候学等方面的知识和事实,系统地论述了关于大陆漂移的观点和论据,形成了较完整的理论体系。

魏格纳引用地球物理学重力测定的结果和地震波传播速度在大陆与洋底的明显差别,指出洋底下面的岩石要比陆地下面的岩石要重得多,进而得出大陆与洋底具有不同性质的结论。

作为新地球观的经典之作,《海陆的起源》一出版就轰动了德国和欧美地区。它以惊世骇俗的观点,从根本上改变了100多年来人类对地球表面海陆分布与起源的认识。短短的几年间,这本书便被翻译成英、俄、日等多种文字,传遍了全世界。十多年中,几乎所有的地学会议、报章、杂志,都在传播、议论这一学说。一些明智的学者已经敏锐地洞察到它的伟大意义,认为“这一理论一经证实,它在思想上引起的革命可以与哥白尼时代天文学的革命相媲美”。

然而正如英国著名地质学家赖尔所说的那样,地质学研究每向正确的理论前进一步,都要和强有力的先人偏见作斗争。魏格纳的大陆漂移说刚问世,自然就立即遭到持海陆固定说的权威们的猛烈攻击。他们利用各种场合,贬低魏格纳的学说,把它斥为“玩弄儿童七巧板的游戏”,是一种“说得有声有色的最轻率的狂想曲”。他们危言耸听地宣称:“这是大地构造学中形式主义和形而上学倾向的进一步深化。”

也应当指出,人们不肯接受这个学说的一个重要原因是它自身还不完善,还存在着严重的缺陷。它当时还不能令人信服地解释大陆漂移的机制和动力。人们根据已有的知识和经验,认为大陆漂移是不可想像的,因为大陆和洋底毕竟是由极其坚硬的岩石构成的。即使最小的一块大陆(如大洋洲的重量可能有5×1018公斤),通过洋底移动到现在的位置所需要的力也是非常巨大的。魏格纳曾经用地球自转的离心力而产生的离极力来解释大陆向赤道的漂移。但是一些科学家经过计算,认为离极力是非常小的,要使大陆移动必须要有大于离极力100万倍以上的力。假如离极力能够移动大陆,但对于形成褶皱山来说还显得太小。魏格纳用潮汐力来解释大陆块的向西漂移,但是一位英国地球物理学家从理论上证明这是不可能的。大陆漂移的机制和动力问题成了严重的障碍,大多数地球物理学家都抛弃了魏格纳的学说。

1928,年在纽约由美国地质协会主持举行了一次重要会议,讨论大陆漂移说。在会议上发言的14位地质学家中,有5人积极支持大陆漂移说,2人有保留地支持,7人反对。反对的理由除漂移的动力之外,还有地壳和地幔的刚性问题。有人指出,根据魏格纳的观点,地幔是固体,但在重力长期作用下,地壳能够部分沉入其中,并可在其中航行,这样说来地壳比地幔硬。但是,魏格纳又说漂移的大陆块体遇到地幔的阻力会褶皱成山脉,这样说来,似乎地幔又比地壳硬。那么地壳和地幔到底谁更坚硬?会议主席对讨论做了比较全面的总结,认为解释古生物分布之谜,大陆漂移说比陆桥说好;虽然漂移的机制还未找到,将来也许会找到。纽约会议进一步推动了对大陆漂移动力的探讨。

为了从大地测量学角度寻找大陆漂移的新证据,魏格纳于1930年第三次踏上格陵兰岛作横跨探险。9月21日,他冒着强大暴风雪的袭击,在-65℃的严寒中,由海岸基地向中部的爱斯密特基地进发,经过100英里的艰难跋涉,许多追随者在险恶环境下纷纷退缩掉队。10月30日,他在顶风冒雪奔赴海岸基地的途中,终因过度劳累,导致心力衰竭倒在雪地里,为捍卫和证实大陆漂移学说,为探求科学真理贡献出了宝贵的生命,而此时他还正值50岁的盛年之际。

魏格纳的早逝,使大陆漂移说失去了最有力的倡导者,致使该学说在30年代开始逐渐消沉,甚至在大学的讲义中也很少提到。但是,自然界的客观真理不会永远被历史的尘埃掩埋。大陆漂移说在禁受了公正的时间考验之后,终于显示出强大的生命力。50年代后期以来,随着科学技术的发展,特别是地质、地震、地磁、地热、海洋钻探、古生物、地球物理和地球化学等学科的综合研究,给大陆漂移说提供了新的更具说服力的证据。例如,1962年英国地球物理学家布拉德用电子计算机对大西洋两岸做了几乎完全的拼合;美国国家航空和航天局在1984年5月21日宣布,利用卫星首次测出大陆漂移;英国科学家利用地球物理卫星,成功地测到地球上的大陆随板块缓慢地漂移的速度和方向:夏威夷与南北美洲每年以5.1厘米的速度靠近,澳大利亚与北美洲每年以1厘米的速度分离,大西洋每年约以1.5厘米的速度扩张。科学研究所取得的一系列进展,使得已经沉寂了20年的大陆漂移说获得了新生,并发展形成为当代最盛行的大陆构造理论——板块构造学说。

迄今为止,地球仍然是人类赖以生存的唯一场所,它给人类提供了生存和发展所必需的物质条件。然而人类对它却知之甚少。20世纪初,魏格纳冲破重重阻力,创立大陆漂移说,由此引发的现代地学革命,揭开了地球科学的新篇章。旧的固定的地球观逐渐被新的活动的地球观所取代,不仅加深了人类对地球历史变迁的认识,而且有助于对地球未来命运的把握,也有利于人类对于地球资源的开发利用。值得注意的是,许多人都曾看到大西洋两岸能很好地拼合的现象,产生过大陆漂移的猜想,但是却未能把这种想法转变为科学问题。魏格纳这样做了。这正是他科学创造能力——想像力、洞察力、判断力和预见性的集中表现。在论证自己提出的假说时,他善于综合一系列相关学科研究成果,把理论建立在大量事实的基础上,进行了出色的论证,充分体现了科学思维,特别是注意事物普遍联系和相互作用的整体思维的特征。而他敢于冲破传统,选择新的学术方向,百折不挠,不惜牺牲生命,表明了他志向远大、追求执著和献身科学的崇高精神。今天,魏格纳的气象著作已被人们遗忘,但是,他提出的大陆漂移学说,他的《海陆的起源》著作,却永远为世人敬重。

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