大陆漂移说复活,使构造地质学走向“柳暗花明”?

2024-12-26 21:36:49
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1.地质学的新概念、新领域为大陆漂移说复活提供科学论据
进入20世纪50年代,地质科学各领域都获得飞速的发展,特别是作为地质科学带头学科的大地构造学,尤为活跃而引人注目。它不仅探讨地球起源、演化、运动形态,还进行成矿理论研究、地震预报,以及灾害预测,同时联系到探索天体演化(地球物理学)、地球元素分异规律(地球化学)等重大综合性理论课题,也都吸引着各国地质学家浓厚兴趣。这期间内组织国际性的合作攻关活动应运而生,如50年代国际科联(ICSU)组织的国际地球物理年,组织地质学家、地球物理学家,共同为填补地球上的空白区,奔赴极地区、荒漠区、高山区、海洋的考察与研究,以研究地球大气圈、内陆圈和水圈内的各种物理现象及其变化规律为特点。在地质方面,获得了关于海底构造,海底地貌及海陆过渡及地球内部构造的成就,为解决近百年来一直争论不休的地质结构、机制与动力来源问题,提供了可靠的科学论证资料。特别是在极地地磁测定工作和数据,有了突破性进展,测得各区不同地质时期中磁极位置变化多端,并提出磁场倒转问题。在英国伦敦大学的布莱凯特(P.M.S.Blackott)和兰康(S.K.Runcorn),用古地磁学原理来阐明磁场的历史,从而建立起古地磁学的新学科。他们发现地球史上地磁极的漂移,还发现在不同大陆上,所测定的这种漂移的轨迹并不重合,存在有规律的偏差。由于地球不可能同时存在着两对或两对以上地磁极,这种偏差只能认定是后来大陆裂开、漂移而造成的,这就直接证明大陆漂移的存在。50年代后期,科学家得以在船上测定海底古地磁,发现洋中脊两侧的地磁条带,证明地质时代中磁极有着多次反向。这些新的数据和资料,也为霍姆斯提出的地幔对流说作了论证。
此外,爱德华?布拉德(E.Bullard)、霍斯帕(J.Hospers)、S.K.兰康、摩拉斯?尤因(M.Euing)、布鲁斯?黑森(B.C.Heezen)等都对大陆移动与磁极之间的关系做过科学的论述。
由于回声探测技术的发展,测得海底地貌新资料,建立起新的概念,诸如深海沟、洋中脊断错带等。
2.地质学的新理论、新技术给漂移说注入了新的生命力
1960年美国地质学家赫斯(Harry Hammone Hess,1906—1969年)在发现海底平顶山系过程中,提出了大洋中脊理论。认为大洋中脊是新地壳不断产生的地带,海底平顶山在垂直洋中脊的方向线上排列,根据平顶山之间的距离和地质年代的间隔,可以算出洋底扩张的速率。他在《海底的历史》一文中比较系统地论述了因地球内部的对流产生新洋底的基本论据,这一理论的确立,为海底扩张假说提供了科学依据。
一些地质学家又从海洋地质学和海洋地层学资料分析,发现洋底基本上没有比中生代更老的基岩和沉积物,说明海底在不断更新;发现基岩和沉积物的年龄和厚度,不仅在中脊两侧是对称的,而且与距中洋脊的远近成正比。这就足以说明,中洋脊是新海洋地壳的生长带。
1961年美国海洋学家荻茨(Robert Sinclair Diets,1914—?年)根据自己深海探测海底山资料,在霍姆斯热对流理论及赫斯海底平顶山及洋中脊假说的基础上,进一步论证了海底扩张理论,他认为新洋底是地壳沿大洋中脊分离形成的。具体说,地幔对流驱使超基性物质从大洋中脊裂缝中上升,为洋壳增添新的条带,老的向外扩张,遇海沟就下沉钻入地幔,才有一面生长,一面消亡,不断更新的趋势。他对大陆边缘的似合、有横向断裂的大洋盆地、联合古陆的解体和扩散一一做了论述。他还综合大陆极移曲线,给出了两亿年来大陆块移动的历史论证。
1964年美国地球物理学家考克斯(Allan Cox,1926—?年)建立了范围达450万年的地磁两极年代表,340万年的磁场反向年代表,成为解释大洋盆地地磁异常成因和测定海底扩张的速率及海底年龄的依据。1965年加拿大地球物理学家威尔逊(J.T.Wison,1908—?年)提出了新断层类型——转移断层,热情地支持海底扩张理论,并做了系统地论证,得出与荻茨相同的论断。他认为,地幔中有一个圆环对流体驱使超基性物质从洋脊裂缝中上升形成新的洋壳。地幔物质牵引地壳不断向两侧扩展,老地壳到深海沟时就钻入地幔之中,这样岩石圈就在地幔对流体上慢慢移动,海洋不断更新。
1968年海茨勒(J.B.Heirtzler)作出了7600万年的统一的171次磁场反向时间表,地磁条带的发现和反向时间表的建立,再次证明中洋脊是洋壳的生长带,做出了海底扩张是存在的论断。按照地磁条带的宽度和时间相隔,可能计算出海底扩张的速度。若地磁条带被巨大断层切割成段,其间发生水平错动。在东太平洋发现的门多西诺断层有1150千米的水平错动,可算是大陆漂移存在的直接证据。
1960—1969年确立了极性间隔极短的细微结构,成为世界上测定古地磁采用的标准数据,广泛用来解释大洋盆地磁异常成因和测定海底扩张的速率和海底年龄。值得提及的瓦因和马修斯(F.J.Vine and D.H.Matthews)在磁场反转史的研究,也为大陆漂移说复活做出了突出贡献。
地质学家,特别是地球物理学家历经半个世纪的奋进,大陆漂移说,无论是在实际观测上,或是在理论论证上,已不再是20世纪初期的推测性的假说,而成为逐步完善成熟的理论。