《人类科学技术史-378》魏格纳与大陆漂移学说（上）

魏格纳与大陆漂移学说（上）

16世纪末，荷兰的墨卡托(1512-1594)在当时地理大发现的基础上，利用他设计的等角正圆柱投影方法，绘制了第一张世界地图，把地球的表面展现在了一个平面之上。地图上大西洋海岸线的相互吻合启发了早期大陆漂移思想的产生。

18世纪法国博物学家布丰(1707-1788)等就曾先后推测过，大西洋是因为大陆漂移而形成的。19世纪末，奥地利的休斯(1831-1914)认为，按地层的相性，南半球各大陆可拼合为一个巨大的冈瓦纳古陆。

19世纪中期，研究海岸和海底地质、地貌的新学科——海洋地质学开始出现，并随着军事和渔业、海底资源开发等的发展而迅速发展。19世纪70年代，英国皇家舰队的"挑战者"号在环球航行期间开展了对三大洋有组织、有计划地深海调查，行程7万海里，收集了海洋物理、化学、生物、地貌、沉积物等方面的珍贵资料。这次环球航行提出了50份调查报告。之后，海洋调查掀起了热潮，大批探险队和科学考察队的足迹遍布世界各地，海洋地质学等大批地理地质的丰硕成果使基于陆地地质的传统地质学理论面临严峻的挑战。随着大陆漂移说等新理论的出现，人们关于地球的自然观在20世纪中发生了巨大的变革。

1.大陆漂移说的产生

在魏格纳(1880-1930)提出大陆漂移说之前，关于地壳运动和大地构造已有各种学说，如冷缩说、大陆永存说、陆桥说等。

例如冷缩说认为：象一个内部水分蒸发而干缩的苹果一样，地球因冷却而收缩，表面皱褶而形成山脉。

大陆永存说和陆桥说等都属于固定论观点。这种理论以美国地质学家丹纳(1813-1895)为代表。从19世纪到20世纪上半叶，固定论在地学各分支学科中占有统治地位。固定论的主要观点是，大陆固定，海洋永存，认为在地质历史中，虽然大陆与海洋曾有过变化，但只是原地垂直运动的结果，即陆地可以隆起为高山，也可沉降为深谷，大陆块可以沉降为洋底，洋底也可上升为陆地，但是，大陆块没有发生过大规模的水平运动。固定论为了解释各大陆之间在陆生生物分布方面有极为密切的关系，提出了陆桥假说。

陆桥说认为，在地质历史时期，互相远离的大陆之间曾有过狭长的陆地连接，即通过"陆桥"而连接。一些被海洋相隔的大陆上，生物和古生物之所以有着亲缘关系，是生物通过陆桥迁移和传播的结果。后来陆桥沉没、断开，两大陆才被海洋分隔。但现代海洋地质的研究事实表明，海洋中不存在大陆桥沉没为海底的痕迹，因为大洋盆底没有发现构成大陆的硅铝盐。

但是随着地学研究的进展和地学研究资料的不断积累，旧有的学说和理论暴露出越来越多的矛盾。固定论已经不能对海陆的起源和分布作出圆满的解释。

美国的泰勒(1860-1938)根据欧亚大陆第三纪山脉多呈弧形并向南弯曲的现象，于1910年提出了地球旋转产生的离极力导致大陆向南挤压和运移的思想。

活动论正是在这个时代开始兴起，其主要观点是，在地质历史中，大陆的位置相对于地极以及其他各大陆都发生过大规模位移。活动论和固定论的争论成为20世纪地质学界的重要事件。

大陆漂移说是活动论中一个比较有代表性的假说。它的创始人是德国气象学家、地球物理学家魏格纳(1880-1930)。他出生于柏林，大学曾专修天文和气象学，学问渊博，视野广阔，兴趣广泛，富有想象力，善于从全局和整体的角度综合考虑问题，具有科学探险的性格和为科学献身的精神。

1910年，魏格纳在观察地图时，就注意到大西洋两岸海岸线的相似性。

1911年秋，他从一篇论文中了解到，根据对古生物的研究表明，巴西与非洲间曾经有过陆地的连接。这一事实给了他很大启发，并促使他把地质学和古生物学的有关事实联系起来初步形成了大陆漂移的思想。在这之后，他把研究兴趣由气象学转到地学方面，决心探索大地构造和地壳运动的规律。他知道，这是一个他自己不熟悉的、需要涉及到多学科知识的新领域，但他义无反顾地认准了这一方向。

魏格纳综合了地质学、地球物理学、古生物学、近代生物学、古气象学和大地测量学方面的成就，进行了较为系统和深入的探讨。

他否定了冷缩说，批判地吸收了陆桥说和海陆永存说的合理成分，将地壳均衡论关于陆、海物质成分不同、比重不同的观点加以引伸，提出了大陆漂移的观点。地球重力测量的结果以及地震波波速的测定均证实了海、陆性质的不同。

1912年1月6日，魏格纳在法兰克福地质学上作了题为《从地球物理学的基础上论地壳的轮廓(大陆和海洋）》的演讲。同年1月10日，他又以《大陆的水平位移》为题在马尔堡科学协进会作了第二次演讲，介绍了他的大陆漂移理论。

第一次世界大战期间，魏格纳应征入伍，一度中断了这一方面的研究。受重伤后，他请长假对自己的大陆漂移说作了深入的探讨和详细的论证。

1915年，魏格纳出版了大陆漂移说的研究专著《海陆的起源》。

2.大陆漂移说的基本观点

魏格纳指出，大陆与海底岩石圈的性质是不同的，大陆块是较轻的花岗岩层即硅铝层，在大陆底下及洋底是一圈较重而粘性又很大的玄武岩即硅镁层。大陆块就漂浮在硅镁层上。在距今约3.5亿年的古生代石炭纪以前，地球上只有一块巨大的名为联合古陆的超级大陆，世界上的海洋也是一个连续的整体。可能由于潮汐力和地球离心力的影响，从距今2亿年前的中生代，超级大陆开始分裂。破裂后的大陆块就象漂浮在水面上的冰山一样彼此缓慢分离，发生了相对洋盆的水平移动，即所谓的大陆漂移，逐渐形成为现在的几个大陆和无数岛屿，原来连续一体的大洋，则分割成几个大洋和若干个小海。

魏格纳认为，南美与非洲原先是连在一起的，到中生代才分裂成两部分，逐渐远离，并形成大西洋。北美、欧洲和格陵兰原先也在一个大陆块上，到白垩纪末才开始分离；南极大陆、大洋洲、印度、南非洲和南美洲过去也曾连接在一起，后来才分裂开来逐渐分离并形成印度洋。魏格纳认为，漂移的大陆块前缘遇到洋底的阻力将发生挤压和褶皱，形成山脉。现在这些大陆块仍在继续漂移，例如美洲仍在向西漂移，大西洋面积不断扩大而太平洋却处在收缩中，将来有一天，中国的东部将和美洲直接相连，向北漂移的澳大利亚将同中国的南部连接。