大陸漂移到海洋擴張到板塊構造

大陸漂移地球自它誕生以來，從未停頓過活動，滄海桑田、山河巨變。最為奇特的是茫茫大地竟能象巨輪那樣一漂千里，至今不息。2千多年前，古希臘人就認為大地像“木筏”那樣漂移在水上。1620年已有人留意到大西洋兩岸輪廓可以相互拼合。1915年德國氣象學家魏格納正式提出了“大陸漂移說”。他認為2億年前全球各大陸曾拼合在一起，組成一個超大陸，又稱?聯合古陸?，隨后才分裂，漸漸漂移到現在的位置。[attachment=111130]大陸漂移魏格納〔r〔0，大陸漂移理論的創始人1915年出版了《大陸和海洋的起源》，闡述了大陸漂移的觀點。[attachment=111131]大陸漂移理論的證據1：相鄰大陸的邊緣形態可以拼接魏格納為證明大陸漂移所收集的大量資料，至今仍舊是難以辯駁的鐵證。其中，大陸岸線的吻合是最吸引人的證據。巴西東端的直角突出局部與非洲西岸直角凹進的幾內亞灣格外吻合。1965年，人們曾依據大西洋最海深圖通過計算機對1000米等深線處進展擬合，覺察兩岸幾乎可以完善無缺的拼接。具有如此高的擬合度不行能是偶然造成的。[attachment=111132]最初覺察南美洲與非洲可以拼合[attachment=111133]后來已將各大洲拼合起來2：相鄰大陸在地層上有很多相像性和可拼合性更令人信服的是兩岸一樣地質年月的山系、地層或巖塊都可以一一對應加以拼接。例如挪威到蘇格蘭的加里東褶皺山系在北美東海岸再現；南非開普山與南美布宜諾 斯艾利斯的二疊紀地層可以拼合；非洲高原的前寒武紀片麻巖在巴西重現等等。這就象被撕碎的書頁，不僅毛邊可以拼接，連印刷文字都恰好齊整切合，明顯就不是巧合了。[attachment=111134][attachment=111135][attachment=111136]大西洋兩岸褶皺山系的拼結3：古冰川遺跡的分布依據古冰川沉積物和冰川擦痕等證據，說明在2億年前，目前位于熱帶、溫帶地區的南美、南非、印度和澳大利亞等地都分布著大片古冰川遺跡，而北半球找到的卻是熱帶植物化石，這樣勢必會作出南半球萬里冰封，北半球郁郁蔥蔥不合情理的結論。但假設依據大陸漂移說的觀點，冰川自缺乏為奇。[attachment=111137][attachment=111138]各大陸冰川分布不僅可以拼接，而且冰川流向合理4：古生物化石的分布魏根納充分利用古生物學的資料來證明大陸的漂移。由于一樣的生物種不行能在相隔格外遙通過比照覺察，在遠隔重洋的大西洋兩岸很多生物種群卻存在著親緣關系，其中特別是那些根本“聯合古陸”的觀點才能得到圓滿解釋。[attachment=111139]水龍獸，四足短矮，屬于陸地生活的爬行類動物。廣泛分布于南美、南非、印度、南極等地。它們不行能漂洋過海，只能通過大陸漂移而至。[attachment=111140]在南美東部、非洲西部和南極洲2億年前的地層中分別都找到同一個屬種的‘中龍’化石。它們是只喝淡水的小型陸生爬行動物。無法想象它們可以游過寬闊的大西洋而相互溝通。明顯，他們應當曾經生活在聯合古陸上，此后才漂移開來。[attachment=111141]2億年前的舌羊齒是生活在嚴寒氣候帶的蕨類植物，但目前它的化石卻遍布于南美洲、南非、印度、南極洲和澳大利亞等大陸的不同氣候帶上。看來，只有用當時這些大陸曾經組成了聯合古陸的解釋才最為合理。[attachment=111142]大陸漂移理論的沉浮大陸漂移說的問世，轟動了全球。但后來覺察，大陸漂移的證據雖然無可辯駁，卻始終找不到大陸漂移的真正緣由。因此它曾一度安靜了302060年月，大陸的漂移最終并且成為海底擴張說和板塊學說的奠基石。[attachment=111143]大陸漂移說的根本觀點魏格納認為較輕的大陸硅鋁層浮在較重的大洋硅鎂層之上進展漂移，如同冰山漂移在海面上運動的離竭力，推動大陸在徑向上漂移，形成青藏高原與喜馬拉雅山脈那樣的地形；而太陽與月向西漂移，在美洲西部受阻形成巨大的海岸山系。大陸漂移最初的解釋：大陸硅鋁層在大洋硅鎂層上滑動。日月的潮汐摩擦力產生使大陸向西的漂移力[attachment=111144]地球自轉離心力分解出的離竭力推動大陸在徑向上漂移[attachment=111145]大陸漂移說的衰落大陸漂移說極大地沖擊了當時占確定統治地位的“海陸位置固定論理解大陸為什么能在堅硬的洋底上運動。隨著1930年魏格納過早地在格陵蘭探險遇難身亡，大陸漂移說也就被打入了冷宮。海底擴張二次世界大戰后，海洋地質調查取得很多重大成果，使得人們有可能從全的角度來打量地表運動規律和海陸變遷的歷史過程。1960-1962年美國的赫斯〔Hess〕和迪茨〔Dietz〕基于對大洋中脊的覺察；遠離洋中脊的洋底沉積物年齡越來越老；以及島弧、海溝地區的很多事實，在地幔對流說的啟發下提出了“海底擴張說”。海底擴張說實際上是形式下的大陸漂移說，也是板塊學說的重要理論支柱。海底擴張學說的主要觀點海底擴張說認為：洋中脊是海底擴張的策源地，那里熱的地幔物質不斷上涌，冷卻后形厘米。假設在洋殼上方馱有大陸地塊，它們將象傳送帶上的貨物那樣漸漸被載動而去。在大海底擴張運動反映了地幔內存在著環狀對流圈，大約經過2億年整個洋底將徹底更一遍。[attachment=111159]大洋殼與大陸殼的差異〔花崗巖層〕和硅鎂層〔玄武巖層2.7克/33.1克/3。大陸地殼主3360-70千米；但大洋殼缺少硅鋁61.5千米。通常地形越高，地殼厚度越大。由于兩種地殼的存在，地球外表有兩個平均高度的峰值，分別是約500米的陸地和-3800米的海盆，使地球上的板塊活動可以形成。而金星上只有一種地殼，也就是說只有一個平均高度，不行能形成象地球一樣的海洋，也沒有板塊活動。[attachment=111160]地殼剖面[attachment=111161]地球圈層大洋中脊過去人們信任洋底是平坦的，就像巨大的“平底鍋”一樣。19世紀，在鋪設海底電纜時，人們覺察大西洋中心卻比兩側高出了很多。1918年，德國科學家利用超聲波回聲測深儀覺察13年的測深說明，整個大西洋底埋伏著一條與兩岸輪廓相像，巨大的S形中心海嶺。后來，人們又覺察中心海嶺是一種全球性的現象。1956年，美國科學家依據回聲測深資料，編繪了全球洋底地形圖。圖上赫然呈現出一條橫貫全球、首尾相連的中心海嶺系統。[attachment=111162]洋底地貌[attachment=111163]洋脊地形洋中脊地震活動大洋中脊軸部的地震和火山活動頻繁，故又稱活動海嶺。地震分布在中心裂谷內，也分布在橫穿中脊的斷裂帶上。震級一般不大，且為淺源地震，主要由于這里地幔物質上涌造成的強大拉張作用引起。[attachment=111164]洋中脊火山活動1～2千米寬的范圍內。火山經屢次噴發而形成火山鏈，與中脊走向平行。其形態及噴發周期與海底擴張速度有關。慢速擴張的火山鏈噴發是不連續的，可5000～10000300～60050年噴發一次。陸地上的大洋中脊冰島是洋中脊露出水面的局部，人們可以不必下海就能爭論洋中脊地形。冰島斯凱弗塔裂271783年爆發，813立方千米的熔巖。噴出的火山灰和氣體造成冰島75％的動物死亡，由此引起的饑餓造成1萬多居民死亡。ent=111166][attachment=111167][attachment=111168]冰島是洋脊唯一出露海面形成的島嶼，常常有玄武巖漿噴發，這是1973年噴發情景。深海底洋中脊玄武巖漿涌出形成枕狀熔巖。洋殼的年齡2億年，相比之下大陸上測出最老的巖石可達38億年，這說明洋底格外年輕，更老的洋殼已被深海溝淹沒了。而且，洋底年齡是以洋中脊為對稱軸，向兩側有序地增加，最年輕的洋底都在洋中脊上，自那里向兩側，洋底的年齡漸漸由到老排列。而特別驚人的事實是沉積物的年齡與磁特別條帶所推測的年齡完全全都。[attachment=111169]全球洋殼年齡[attachment=111170]太平洋殼年齡[attachment=111171]太平洋地形磁特別條帶洋中脊兩側通常顯示出清楚的磁特別條帶，它們正、負相間，兩側呈平行對稱排列。據古地磁學爭論，地磁的南、北極曾不斷發生過180°的周期性倒轉。在極性反向的年月里指冷卻時受到當時地磁場的磁化，顯示那時的磁極方向，而且距洋中脊越遠，地質年月越老。歷史。[attachment=111172]磁特別條帶磁特別條帶的覺察1962年，劍橋大學爭論生瓦因和馬修斯參與了深海考察，在太平洋洋中脊兩側覺察了與海底地形無關的正、負相間的磁特別條帶。他們借助了地球磁場不斷倒轉的事實，將磁特別轉影響的結果。此后，冰島洋中脊四周的海底地磁測量完全證明白他們的設想。他們的覺察強有力地支持了海底擴張假說。[attachment=111173]兩位作者所發表磁特別論文的期刊封面[attachment=111174]在太平洋海隆兩側首次覺察的海底磁特別條帶對海底磁特別條帶的解釋在冰島洋中脊兩側得到驗證洋中脊兩側存在橫向的轉換斷層50年月，人們不僅在洋底覺察了巨大的洋中脊體系，而且還覺察了很多橫切洋中脊、平行排列的斷裂帶，就象人的肋骨一樣，被稱為轉換斷層。它們將洋中脊錯開的水平界類型。[attachment=111176]轉換斷層錯斷了洋中脊[attachment=111177]北大西洋的轉換斷層[attachment=111178]盡管轉換斷層與平移斷層看起來很相像，其實差異很大。假設是平移斷層，地震活動就會大陸有兩種類型的大陸邊緣差異。從海底擴張和板塊學說的觀點來看，有的大陸邊緣是板塊的真正邊緣，受到猛烈的拉張、擠壓或剪切作用，因此是地球上的猛烈活動地帶。但也有的大陸邊緣位于板塊內部，并不是板塊實質性的邊緣，那里是地球上相對穩定的地區。[attachment=111179]大陸邊緣的比照[attachment=111180]大西洋型大陸邊緣又稱穩定大陸邊緣，位于板塊內部，并不是板塊的邊界，只是早年大1000多千米，而且沒有島擠壓，也不受到拉張，因此這里格外穩定，沒有猛烈的火山和地震活動。[attachment=111181]太平洋型大陸邊緣又稱活動大陸邊緣。它是板塊的會聚地區，位于板塊的真正邊緣上。其大陸架和大陸坡都比較狹窄，缺乏大陸隆，但有海溝存在。海溝常常與島弧〔西太平洋〕或海岸山脈〔東太平洋〕伴生。此類大陸邊緣具有猛烈的地震、火山活動、構造變形和變質作用等現象，是地球上猛烈的活動地帶。威爾遜旋回：地質歷史時期海洋的開啟與封閉大陸漂移、海底擴張和板塊運動的概念使人們對于洋盆演化的生疏發生了根本的轉變。這種活動論認為，在地球漫長的歲月中，海洋與陸地是在不斷變遷的，經受著分久必合、盆地的演化過程歸納為萌芽、幼年、成熟、收縮、完畢及大陸碰撞造山等六個階段。其中，前三個階段顯示大洋的開張和生成，后三個階段代表大洋的收縮和關閉。[attachment=111182]從大陸裂谷變成大洋裂谷[attachment=111183]萌芽：大陸受到拉張，巖石圈變薄，地表張裂，形成大規模地塹或地塹群，同時沿斷裂有廣泛的火山活動，其現代的代表是東非裂谷帶。[attachment=111184]幼年：大陸連續拉張，巖石圈開裂，地幔中巖漿沿裂開處涌出，開頭形成洋殼，此時海洋初現，呈狹長形盆地，如現今的紅海和亞丁灣等。[attachment=111185]成熟：斷開的巖石圈進一步擴張，形成寬闊的大洋。大洋中部消滅洋中脊，大洋兩側對稱地發育了穩定大陸邊緣，并積存了巨厚的海相沉積物。現今的代表是大西洋。[attachment=111186]殼下俯沖。當今的實例就是太平洋。[attachment=111187]大洋板塊進一步俯沖，使海洋面積縮小，成為殘留的狹窄盆地。在海溝四周，洋殼在俯現代的實例就是地中海。板塊構造1968年法國的勒皮雄與麥肯齊等人提出的一種“大陸漂移說”。板塊學說認為地球的剛性巖石圈被分裂成假設干巨大的塊體—板塊(plate)，它們被馱在軟流圈之上正在作大規模的水平運動，并在各個板塊之間發生相互作用。正是這種相互作用，從根本上掌握了各種內、外地質作用的發生和進展，因此可以說，板塊學說是關于板塊間相互作用的學說。固然，隨著爭論的深入，人們覺察在板塊內部也存在著各種類型的運動和地質構造的演化。全球板塊分布由于板塊邊界處存在著板塊間猛烈的相互作用，應是地震、火山活動地帶。因此，根據地震、火山帶的分布可以很簡潔地將全球劃分出包括全部陸地和海洋在內的6-7個大型板塊和假設干個小型板塊。它們分別是太平洋板塊、歐亞板塊、非洲板塊、南北美洲板塊、印度板塊〔包括澳洲〕和南極洲板塊。[attachment=111396]全球板塊分布圖[attachment=111397][attachment=111398]世界活火山分布帶[attachment=111399]與地震分布帶相吻合的板塊邊界板塊的邊界板塊邊界是地球上最活潑的地帶，具有猛烈的火山、地震活動、地質構造變形和變質作用等。依據板塊間相互作用方式可以分為離散型〔洋中脊、大陸裂谷、會聚型〔消減帶、碰撞帶〕和平錯型〔轉換斷層〕等三種根本類型。從力學性質來說，它們分別代表著拉張、擠壓和剪切三種根本方式。[attachment=111400]板塊邊界[attachment=111406]邊界類型離散型板塊邊界物質噴出不斷制造出的洋殼來，因此這里火山、地震活動頻繁。此類板塊邊界包括了洋中脊系統及大陸裂谷系統〔如東非裂谷、貝加爾湖、來茵地塹、紅海等。這些大陸裂谷被認為是將來生大洋可能產生的地方。[attachment=111407]會聚型板塊邊界會聚型板塊邊界又稱為削減作用帶。沿此邊界兩個相鄰板塊作相向擠壓運動，以致老洋殼在這里俯沖和消減(subduction)。由于這里患病猛烈的擠壓運動，引發了猛烈的地震、火山活動、構造變形以及相關的變質作用。這種邊界又可以進一步劃分為俯沖、消減邊界和碰殼相互碰撞的地方，例如歐亞板塊與印度板塊相互碰撞，形成了高聳的喜馬拉雅造山帶。[attachment=111408]平錯型板塊邊界在此類邊界處板塊既不增生也不消亡，而是相鄰的兩個板塊通過轉換斷層滑動，同時引發地震和火山活動。它既可與分別型的洋中脊相伴，也可以與俯沖型的海溝相鄰。實際上假設沒有此類邊界，拉張性質的洋中脊就難以與擠壓性質海溝“湊合”在一起，只有轉換斷層可以在力學性質上加以“轉換”，將它們聯系起來組合成完整的“板塊”。因此，轉換斷層的覺察對板塊學說的提出具有關鍵性的意義。[attachment=111409]板塊運動的驅動力層中。但有人指出，地幔太硬，不能發生對流，因而主見對流只在塑性程度較高的軟流圈內進展，屬淺對流。[attachment=111410][attachment=111411]板塊的移動隨著板塊被馱在地幔對流體上傳送，會產生相應的大范圍的水平運動。據測算，板塊每年可以“漂移”1-15厘米。這個速度雖然很小，但經不起億萬年的累積，地球的海陸面貌會因此發生巨大的改觀。當兩個大陸板塊相互靠攏并發生碰撞時，就擠壓出高山峻嶺；當海洋和大陸板塊相遇時，海洋板塊會深深地潛入大陸板塊之下，形成深邃的海溝。熱點與地幔柱巖漿通常是通過板塊邊界的斷裂系統到達地表。但有時在板塊內部也有猛烈的火山活動，由于那里存在直徑幾百千米，呈圓柱狀的深部地幔物質的上升流，稱為“地幔柱”。炎熱的地幔物質把上覆的巖石圈抬起，在地表形成巨大的穹隆，并可產生象紅海、亞丁灣和東非那樣的三叉式的裂谷系統。它們具有高熱流值，在沖破巖石圈的地方構成了“熱點”。全球的地幔30個，例如冰