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-Theory of Plate Tectonics- 從大陸漂移說(shuō)的誕生到如今板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)成為地質(zhì)學(xué)界主流觀點(diǎn)，如果問(wèn)起這兩者有何淵源，估計(jì)多數(shù)讀者會(huì)是一頭霧水。這一段地質(zhì)學(xué)史不可謂不曲折，本期科普板報(bào)，我們就一起來(lái)回顧這段“波瀾壯闊”的地質(zhì)學(xué)發(fā)展史吧！ Theory of Plate Tectonics 01 大陸漂移假說(shuō) 提到地球的板塊運(yùn)動(dòng)，我們最為熟知的大概就是板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)。板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)是在大陸漂移學(xué)說(shuō)和海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)的基礎(chǔ)上提出的。根據(jù)這一新學(xué)說(shuō)，所有的大陸原為一個(gè)整體，而大陸處于不斷的漂移之中。那么，我們先從最早的大陸漂移假說(shuō)開始說(shuō)起。 Continental drifthypothesis 提到大陸漂移假說(shuō)，我們總會(huì)想 到魏格納。 阿爾弗雷德·魏格納 Alfred Lothak Wegener 1880-1930 1912年，德國(guó)氣象學(xué)家和地球物理學(xué)家阿爾弗雷德·魏格納首先提出大陸漂移的設(shè)想，并在1915年發(fā)表的《大陸與大洋的起源》一書中作了論證：地球上所有大陸在中生代以前曾經(jīng)是統(tǒng)一的巨大陸塊，稱之為泛大陸或聯(lián)合古陸，中生代開始分裂并漂移，逐漸到達(dá)現(xiàn)在的位置。在書中他通過(guò)古老地層的拼合、不可能跨越海洋的古老生物化石等來(lái)證明這一觀點(diǎn)。 02 地幔對(duì)流說(shuō) 英國(guó)的霍爾姆斯（同位素測(cè)年創(chuàng)始人）于1928年提出了地幔對(duì)流說(shuō)。其要義是：地幔下層物質(zhì)因受熱膨脹而上升，地幔上層物質(zhì)因溫度低密度大而下降，兩者構(gòu)成封閉式循環(huán)流動(dòng)。在對(duì)流早期階段，上升的地幔流達(dá)原始大陸中心部分，就分成兩股，并朝相反方向流動(dòng)，從而將大陸撕破，并使分裂的大陸塊體隨地幔流漂移，裂解的陸塊之間便形成海洋（圖A)。 上升的地幔流因減壓而熔融，變成巖漿，巖漿冷凝后構(gòu)成洋底和島嶼。地幔流的前緣碰到從對(duì)面來(lái)的另一地幔流時(shí)，就會(huì)變成下降流，海溝從而牽引大陸塊體向下運(yùn)動(dòng)，并使大陸邊緣擠壓褶皺。當(dāng)對(duì)流停止時(shí)，褶皺體因均衡作用而上升，形成山脈。與此同時(shí)，地幔流也把洋底的玄武巖往下拖曳，并形成海洲，即海溝（圖B)。 Convection current hypothesis 大西洋的 形成過(guò)程 霍爾姆斯對(duì)大陸漂移說(shuō)的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了完善和修改，地幔對(duì)流說(shuō)合理解釋了海溝的產(chǎn)生、大陸邊緣山鏈（如科迪勒拉山系）的形成、大洋和島嶼的出現(xiàn)，以及大陸漂移的機(jī)制。 03 海底擴(kuò)張假說(shuō) 1 20世紀(jì)40年代，美英等國(guó)廣泛開展海底地質(zhì)研究，取得大量新成果（尤其是洋中脊的發(fā)現(xiàn)），大陸漂移說(shuō)得以被更多地質(zhì)工作者關(guān)注，在原有的理論基礎(chǔ)上創(chuàng)立了海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)。 洋中脊地質(zhì)剖面圖 大西洋洋中脊 地形剖面圖 海底擴(kuò)張說(shuō)的要點(diǎn)可以歸納為：①洋底不斷在洋脊裂谷帶形成、分離，分裂成的兩半分別向兩側(cè)運(yùn)移，洋底不斷擴(kuò)張。同時(shí)，老的洋底隨對(duì)流圈在海溝處潛沒(méi)消減。這個(gè)過(guò)程持續(xù)不斷，因而洋底不斷更新。②洋底擴(kuò)張速度平均每年數(shù)厘米，3億-4億年洋底便更新一次。③洋底擴(kuò)張表現(xiàn)為剛性的巖石圈塊體馱在軟流圈之上運(yùn)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)力是地幔物質(zhì)的熱對(duì)流。④洋脊軸部是對(duì)流圈的上升處，海溝是對(duì)流圈的下降處。如果上升流發(fā)生在大陸下面，就導(dǎo)致大陸的分裂和新生大洋的開啟。 Seafloor spreading hypothesis 大洋洋底巖石年齡分布圖 04 板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō) 隨著海底地質(zhì)知識(shí)的不斷更新，海底擴(kuò)張證據(jù)的不斷積累，板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)便應(yīng)運(yùn)而生。板塊構(gòu)造的含義是巖石圈分裂成許多巨大塊體--板塊，它們馱在軟流圈上做大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)，致使相鄰板塊相互作用。 板塊邊緣便成為地質(zhì)活動(dòng) （巖漿、地震、變質(zhì)、變形、沉 積等）最強(qiáng)烈的地帶。板塊的相 互作用從根本上控制了各種內(nèi)力 地質(zhì)作用、外力地質(zhì)作用，特別 是沉積作用的進(jìn)程。 1968 年，法國(guó)學(xué)者勒皮雄(Le Pichon）根據(jù)地形、地質(zhì)、構(gòu)造、地震和其他地球物理資料的分析與計(jì)算，將全球板塊劃分為美洲、太平洋、歐亞、非洲、印度一澳大利亞（簡(jiǎn)稱印一澳板塊，又稱印度洋板塊）、南極洲等六大板塊。  此后，根據(jù)震中的集中分布帶，學(xué)者們又從美洲和歐亞板塊劃分出若干次級(jí)板塊。美洲板塊被劃分為南美、北美、加勒比、可可斯、納效卡5個(gè)次級(jí)板塊。從歐亞板塊中，單獨(dú)劃分出阿拉伯、菲律賓2個(gè)次級(jí)板塊，成為比較流行的全球板塊劃分方案。 縱觀板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)從形成與發(fā)展歷經(jīng)數(shù)十年過(guò)程中 ,始終沒(méi)有像以往的假說(shuō)和理論那樣 “獨(dú)樹一尊” , 建立起自己的 “板塊構(gòu)造王國(guó)” , 反而不斷修正、完善和創(chuàng)新 , 把板塊構(gòu)造地質(zhì)學(xué)引向縱深發(fā)展 ,深化人類對(duì)地球奧秘的揭示和對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)。 Theory of Plate Tectonics END 科學(xué)追光者ydw 排版文案｜錢珊珊 協(xié)助｜楊冬魏 |
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