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大陆漂移学说

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大陆漂移学说
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大陆漂移学说是解释大陆海洋分布以及大陆之间构造、地质与物理相似性的科学理论,主张地球大陆块地质时间尺度上会发生相对移动[1]。该学说最早由亚伯拉罕·奥特柳斯于1596年提出初步构想,奥地利地质学家奥托·安普费雷尔英语Otto Ampferer(Otto Ampferer)则为现代活动论观点的先驱。其后德国科学家阿尔弗雷德·魏格纳在1915年出版《大陆与海洋的起源》一书,系统性发展此理论并提出古生物学、地质构造等证据支持。中文语境中,“大陆漂移说”与“大陆漂移假说”为同义词。

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盘古大陆分裂,形成现今的地理格局。
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史奈德绘图的三大洲原貌假想图

由于魏格纳未能合理解释大陆移动的动力机制(即所谓“驱动问题”),该学说初期备受学界质疑。直至1931年英国地质学家亚瑟·霍尔姆斯提出地幔对流理论解释板块运动动力来源,配合1960年代海底扩张说古地磁学研究提供的新证据,此学说才获得科学界广泛接受,并进一步发展为现代板块构造理论的核心内容。如今大陆漂移现象已被纳入板块构造学框架,用以解释大陆如何随岩石圈板块移动[2],该学说亦被视为地质学史上少数从边缘科学成功转型为主流理论的典型案例。[3]

根据该学说,远古时期地球表面存在单一超大陆“泛古陆”(又称盘古大陆),其周围被称为“泛大洋”的全球性海洋环绕。约2亿年前,泛古陆开始分裂,各陆块逐渐漂移,最终在距今200至300万年前形成现今七大洲五大洋的基本格局。值得注意的是,魏格纳最初提出潮汐力与地球自转离心力是推动大陆漂移的主要机制,但此解释受到物理学界质疑。在1929年《大陆和海洋的形成》第四版中,他已转而接受地幔对流作为动力来源的观点,这与霍姆斯的理论及后来的板块构造学说更为接近。

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由来

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阿尔弗雷德·魏格纳(Alfred Wegener)

亚伯拉罕·奥特柳斯在他的地理百科全书中提及美洲是“因地震潮汐而从欧洲非洲分裂出去”及“如果有人拿出世界地图,然后仔细观测三大洲海岸线,就会发现(大陆)分裂的痕迹”。

争论纷纷

来自南非的地质学家亚历山大·杜托伊特荷兰语Alexander du Toit和英国的阿瑟·霍尔姆斯都支持阿尔弗雷德·魏格纳的假说。到了1950年代,大陆飘移学说仍然得不到普遍接受。当时更受接受的是陆桥学说。

在1960年代前,终于出现转机。罗伯特·迪茨英语Robert S. Dietz布鲁斯·希曾英语Bruce C. Heezen哈利·哈蒙德·赫斯得出一份地质研究报告,这就是海底扩张学说,得出实在的地质证据,解释了三大洲为何分裂,令大陆漂移学说更具说服力。

理论

首先,假设地球内部是玄武岩质,而地表则是花岗岩质,而大陆就像冰山浮在海面一样,浮在融熔状的玄武岩上。大陆因为潮汐的推动而移动分离。

证据

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跨越五大洲的化石样式。
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中龙骨架,麦格雷戈,1908年。
  • 地质构造方面的证据:阿巴拉契亚山脉(和非洲阿特拉斯山脉是同一条)是东北-西南走向,临至大西洋西岸就中断,而地质研究证明斯堪的纳维亚山脉与苏格兰、爱尔兰的山脉是与阿巴拉契亚山脉同源。另外,有证据证明南非的开普山和布宜诺斯艾利斯山是同出一彻。可见曾有段时间,美洲、非洲和欧洲是相连。
  • 大陆边缘的吻合:将大西洋两岸的非洲南美洲拼在一起时,两岸的大陆边缘能十分吻合且完美的贴合。且经由两岸岩层的研究,发现在非洲某处海岸的岩层,恰与拼合后的南美洲海岸的岩层相同,再度印证两块大陆曾经是相连的。
  • 古生物化石方面的证据:活在约2.9亿年前的中龙是一种住在陆内咸水湖的爬虫类,无法越过大洋。地质学家在大西洋两侧的南美洲与南非发现了中龙化石,即可证明南美洲与非洲过去是相连的。另外,3至2亿年前的舌羊齿植物,因种子很大无法藉风力飘洋过海,但此种化石却出现在非洲、澳洲印度、南美洲及南极洲,由此可见,过去这些大陆是彼此连接在一起的。还有活证据——在两个大陆上发现同样的动物。 例如,在南美洲和非洲,发现了一些蚯蚓家族(例如Ocnerodrilidae、Acanthodrilidae、Octochaetidae)。
  • 气候的证据:在印度南部有冰川作用的痕迹,而印度南部远离喜马拉雅山,北部的冰川不可能在溶化前来到南部,何况印度南部是低纬度地区,年均温高,不可能出现冰川。证明印度曾经是中高纬度地区。另外,地理学家在南极洲发现丰富的煤矿,是由远古植物遗骸变化而成,若南极洲一直都在南极圈内,严寒的天气根本不容许南极洲有茂密的森林,休说丰富的煤矿。从而反证南极洲曾在低纬度地区。
  • 磁场的证据:把非洲、南美洲、澳洲、印度和南极洲各大陆连接在一起时,各大陆测得的古生代磁极边缘轨迹大致重合在一起,证明它们在古生代期间确实属于同一大陆地块。
  • 海底扩张学说和板块构造学说的创立:60年代在洋底发现的条带状海底磁异常、转换断层及DSDP/ODP的钻探成果,是海底扩张学说和板块构造学说的基础和主要内容。
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发展

此学说在魏格纳因北极考察中,遭遇暴风雪而丧生之后就沉寂一时,到了六十年代,海底扩张学说中的地质报告证明了大西洋正在扩张,而三大洲就渐渐分离,令学界重新研究大陆漂移学说,后来更有人提出板块构造学说,板块构造学说亦是现今地质学根基。

参见

参考资料

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