海天雨虹 《科学前沿 思考未来 》 2022-09-13 01:08 发表于新疆
引言
地球自转使得所有的物质都自西向东移动,所不同的是物质在地球上的位置不同,所受的作用力的大小也不同,物质由于受地球自转作用引起的力影响,其位移方向是平行于赤道自西向东和由自转轴垂直指向地表方向的,这两个力的合力,自然就是由质点位置指向具有一定仰角的前方的(也就是有一个向上的提升力,还有一个切线方向的拖拽力;这个力一边降低了重力对地球内部的压力(物质重量变小,一边又使得物质具有向斜上、前方移动的趋势,还受到相邻物质之间移动摩擦弹性阻力的影响,速度差异越大,弹性摩擦阻力越大;所有物质的前行都是按照自己所处的位置,和各种作用力综合效应的结果。
所有的地球物质都在前行,只是前行的速率不同,而这种不同,就造成了地球质点移动速率的非均匀性,质点与质点之间移动速率的差异,构成了质点构成的质块的运动差异;从而形成地球上地壳大陆陆块的运动差异,这种差异,就造成了地球地壳运动的非均质性。这里强调的是,地球上各个大陆地块都是随着地球自转自西向东移动,但是,它们运动的速率是不同的,而且除了速率不同外,它们的运动形式和方向也存在差异,比如,南北两个半球分别呈现,北左旋、南右旋的运动结果形态。地球物质的自西向东移动,与南北半球的左旋、右旋,分别形成了地球上物质的堆积形态,大洋脊成形最为典型是东进效应结果,而大洋脊上的垂直断裂,则是物质弹性张力与左旋、右旋拖拽力作用的结果。
魏格纳开创了由仰望星空到俯瞰地球的科学重大转头,他是专心探讨地球自身存在问题的先驱,过去人们凭好奇心探究宇宙,开创了人类科学研究宇宙星空、行星、恒星的不懈探索;而魏格纳则是通过俯瞰地球,从打破砂锅问到底的理性追寻,对地球的存在问怎么这样的,为什么这样的,原因在哪里,也就是由研究普遍的宇宙全部天体问题,转向研究宇宙天体内部问题,是一个研究特定天体断代生命时段的专注,也就是研究行星断代史……
天体公转、自转问题的探究,是对宇宙天体个体生命过程的探索,更是对整个宇宙生命过程中探索,是一个不再把行星、恒星、星系视为质点,而是把它们放大到活生生的生命进行观察、观测、研究,是天体生命学的开端。
天体物理学由简到繁的转变,把一个天体当着一个质点与把一个天体当着一个生命体,这两种远观与近观的差异,从研究难度上讲,后者不知道要难上多少倍,前者就相当于人类研究观察,把人与动物区分开来;后者则是把每一种动物个体与群体区分开来。这也就是魏格纳一个大陆漂移问题研究了一百年,尚无动力源定论的原因,因为要从千头万绪中找出那个最最重要的东西,恰好就是你要寻找的东西,不是一门简单的知识技术,更不是一件容易之事。
过去人们不过多研究地球本身,重要的一个原因是人们的手段和工具难以达到了解地球的要求,因为看星星、月亮、太阳,了解他们大致形状与不同活动规律容易,而认识地球形状与活动规律难,所以,人类从认识地球是圆的经历了几万年,从认识地球不是宇宙中心经历了几千年,从认识发现地球大陆分布经历了几百年,从跳出地球俯瞰地球经历了几十年……我们研究宇宙除了满足我们的好奇心之外,最重要的是要了解宇宙天体的演化规律,分析未来地球的可能的变化过程,掌握地球各种事物的相互作用关系及变化规律,建设人类地球家园,为人类更好地利用地球,使其为人类带来更多的福祉。
《大陆和海洋的形成》
一、《重印前言》:
1、魏格纳生平(魏格纳兄长写成)
2、后人评说,魏格纳的大胆思想如何从一开始,就对科学界提出了严重挑战,经过近百年的之后,精确地球科学方法如何终于可以给出数量上的证据,表明魏格纳的理论基本上是正确的,以及他的论证在原来预想不到的程度上丰富了地球科学,并导致学科与地域之间的研究联合。
二、《重印序言》
1、1880年11月1日阿尔弗雷德.魏格纳出生于德国柏林,1930年逝世于格陵兰岛。
2、文科中学毕业后,在海德尔堡、因斯布鲁克读大学,专业为天文学;学习期间开始研究地质学、气象学,1903年提醒同学伍恩特-许温宁格关注大西洋东、西海岸的明显耦合性形状特征,大陆漂移萌芽产生;1905年(爱因斯坦年)获得天文学博士学位。
3、同年到林登贝格普鲁士皇家航空观测站任助理,钻研风筝、系留气球升空技术,研究自由气球升空理论与实践。1906年3月,与其兄长库尔特操控系留气球进行了持续52小时的飞行,从柏林升空北上到达日德兰半岛,向南到达斯佩莎尔特,超越了当时的世界纪录。
4、1906年到1908年夏,作为气象学者,参加了丹麦人米留斯-艾里逊组织的格陵兰考察旅行。
5、1908年秋,获得马尔堡大学天文学、气象学教授资格,任讲师期间编写了《大气的热动力学》教科书,奠定了学术声望。在这里,将研究工作与深刻的科学思考、科学论述相结合,给人留下了极其深刻的印象。气象学巨匠柯西教授称赞魏格纳:通过借助气球大气层飞行获得了大量的测量数据及分析总结,使得大气学增添了新的内容、新的观点,形成新大气学;善于用不是严格性前提下,以减少数学推演的简朴明确性地阐述复杂问题。
6、开始正式探索思考地球大陆问题,1910年提出大陆移动的思考结论。
7、魏格纳后来知晓了他不是第一个提出大陆移动说的地球探索者。
十六世纪英国思想家弗兰西斯.培根(1651-1626)指出非洲和巴西西海岸之间有一种大致吻合。
十九世纪德国科学家亚历山大·冯·洪堡(1796-1859)认识到大西洋两边海岸线之间的相似性却没有提出大陆分合的概念。
美国人安东尼奥·斯尼德·佩雷格里尼,在《创世纪及其未解之谜》这本边缘书中,首次提出了原始大陆分裂和组成部分移动的思想。
美国地质学家 F·B·泰勒,最早是在1898年出版的一本小册子中阐述了大陆漂移说,其理论主要依据天文学,而不是地理学或地质学,假设很久以前地球俘获了一颗彗星,它后来成了今天的月亮。这场天文学事件增大了地球的旋转速度,产生了更大的潮汐力,这两种作用的合力将大陆从极地拉开,这是泰勒首次提出大陆漂移假;在1910年又发表了长篇论文,首次提出了一个具有内在逻辑性的、连贯一致的假说,提出了大陆漂移说,用地质学证据进一步完善了他的大陆运动的论点,但是这些没有引起地质学界的普遍重视。
1911年,另一位美国人 H·B·贝克尔指出,存在一种由宇宙力包括太阳系行星的摄动引起的大陆移动。
魏格纳1911年秋,得到一份关于古老动物界近亲关系的情况报告,被大陆可能移动的猜想深深地吸引住了。经过系统研究,写成了大陆移动假说的初稿,其思路是:由南美洲大陆与非洲大陆古老动物的近亲关系,推断非洲大陆与美洲大陆之间曾经是大陆相连的,后来可能是原来连接两个大陆的一块大陆沉没到海底去了;而由非洲西海岸与南美洲东海岸的耦合形态特征,推断南美洲大陆与非洲大陆曾在某个时期是密接连在一起的,后来被(比如大断裂)分开的。
1912年1月6日,莱茵河畔法兰克福向地质学会作了《大陆的水平移动》的报告,魏格纳大陆移动假说正式公开发布,遭到学术界强烈反对,魏格纳认为很正常,“如果换个思路,不仅可以出乎意料地简化解释这种地球地质现象,更便于解释地球整个地质发展变化历史,为什么还不毫不犹豫地抛弃那些旧的观念呢?”同年,《“大陆的水平移动”摘要》在《彼得曼地理通报》的《地址评论》上发表,这就是《大陆与海洋的形成》的雏形。
一次世界大战,以后备役上尉身份应征入伍,主要在战地气象站工作,业余时间给大学讲课,进行科学研究与论文编写。站在为自己、为家人、为本国人民与为全人类福祉这个逐步抬升的阶梯上,打破狭隘民族主义羁绊,站上了更高的台级,把促进全人类的福祉视为生活的意义。
1915年《大陆和海洋的形成》一书正式出版。
1919年出任汉堡全德天文台气象室主任、副教授,公务之余,主要科学工作仍集中在“大陆的移动”扩展、深化研究之中,支持和反对魏格纳学说的专家从世界各地来到格罗斯波斯特耳拜访魏格纳,这里成了对大陆的移动感兴趣的地球物理学家和地球生态学家朝圣的麦加。柯本-魏格纳大陆移动学说在古气候学研究中的应用取得丰硕成果。
《大陆和海洋的形成》分别于1920年、1922年被重新加工、资料补充,出版了第二版、第三版,以不倦的勤奋精神,不断地、反复地收集、补充新的支持理论的证明材料,同时,深入研究思考反对者提出的问题、缘由和对与错。认识到大陆移动必然与气候变化有联系,相信借助大陆漂移论,能够使古气候证据引起的大陆混乱关系得到纠正,增强其条理性和合理性,从而,进一步为大陆移动理论找到更多的支柱性证据支持。
通过与柯本在古气候学领域的紧密合作,一起完成了《地质古代的气候》,这是大陆移动的重要部分。
1924年,魏格纳受聘为格拉茨大学地球物理和气象学教授,思考深邃又质朴无华,著名学者又平易待人,以扎实的理论基础和丰富的一手资料,将地球物理、地质、古生物、生物和古气候融合为一个新的有机研究系统。在格拉茨度过了其人生最幸福的时光岁月。
1929年通过对早期资料的重新认识思考和对新收集资料的研究补充,魏格纳《大陆和海洋的形成》第四版正式刊发。这一年,丹麦每隔五年进行大地经度测量得到一个惊喜的测量结果,证明格陵兰岛每年向西漂移36米,为魏格纳《大陆和海洋的形成》的正确性提供了第一个直接证据。
1930年春,魏格纳放弃格拉茨大学宁静幸福的生活,将自1924年以来15年中,一直规划的大规模考察格陵兰岛计划付诸行动,旨在了解大陆冰盖冰原及其上空生成的反气旋,出发后,一去未复返。
1930年11月2日,他50岁生日的第二天,魏格纳在第4次考察格陵兰时,遭到暴风雪的袭击,倒在茫茫雪原上,为地球科学探索献出了自己的生命。
1931年4月,搜索队在格陵兰岛找到了他的遗体。
第一章:《大陆移动论是陆桥沉没说和海洋永恒说的折中》
开篇说到:苹果变干理论模型,就是把地球比做一个牛顿扔掉的苹果,在岁月的日晒下逐渐变干,既用以解释山脉,也用以解释从深海底部隆升的的宽阔的大陆架。认为,地球由于逐渐冷却而收缩,而且,地球内部收缩的更厉害(?难以得到证明),外壳却不断地变大,因而产生一种(普遍的、大面积上的)持续的水平“穹窿压力”,导致外壳形成褶皱(褶皱山);而又要顾及大陆地块不塌陷,就要说,穹窿压力可以暂时地阻止最顶部底层随着内核收缩而收缩;直至超过一定的限度时,才出现较大地块的相对的突然沉降,结果是,在这个较大地块区域内,某一处或多处形成地垒(地台),周边则沉降。
这种观点以为,海洋是分裂开来的,大陆有的沉降,有的隆升,就形成了现在的地球。他们以为,地球内部发热是地球放射性物质在起作用,是放射性物质裂变放热,使地球地幔物质处于熔融状态。(地球放射性物质的来源?地球之热来之于地球物质的内聚力造成的压力,和地球自转引起的物质非均速运动摩擦)。
魏格纳认为,根据地壳物质中放射性物质的含量,推断地球深部放射性物质的含量,这些放射性物质做裂变反应,那么,地球内部热源就会永久存在,其产生的热,就会用之不竭,就可以保证地球不会因冷却而收缩,或者说,这种冷却引起的收缩,可以忽略不计。
魏格纳认为,山脉的褶皱幅度太大了,任何地球温度变化都无法解释这种褶皱是由于温度引起的。
魏格纳说,逆掩地层的出现使得冷却收缩理论更站不住脚了(如阿尔卑斯山,由于逆掩,收缩了十个经度,也就是挤压高耸隆起吧)。
有人认为:地球地壳运动中的穹窿压力可以使一个大圆的收缩,传导到这个大圆的某一个部位及其周边(这是对的)。
魏格纳认为:那样的话,地球地表会在其各个部位产生相同的褶皱(显然,这种观点是错误的,因为地球上各个物质质点除却海拔高度引起的运动受力不同外,由于它在地球上的纬度位置不同,受到的地球自转运动作用力的大小也不相同)。(海洋基底的隆升变迁形成新岛和陆地)。
魏格纳认为,冷缩说中不严谨之处还在于,若沉入海底的大陆有一天重新隆起,那么,大陆所占的地球空间将如此之大,原来沉降时掩盖在其上的海水的体积将如此巨大,这些海水,因为大陆的隆升,而无处存放,因此,冷缩说又打一个补丁:地球上,大陆沉降时期,没有现在这么多的·海水(这是对的,但是,这个对,不是为地球冷缩说准备的,不是上天为冷缩说打得补丁,也就是说,加上这个补丁,冷缩说,依然,不成立,冷缩说不成立的原因在于,其地球热力模型假设本身就是错误的。
从理论上讲,地球大陆各板块,都曾有某一天或终将某一天相互牵过手的可能。
欧洲人根据地球大陆形态隐现的相互关联关系提出“地球的破裂”,而美洲人则提出了“海洋的永恒”。魏格纳综合二者提出,只要假设大陆能够在地球表面上做侧向移动,地球大陆、地球古生物等等呈现出来的一切问题,都迎刃而解了(这是一个最重要的假设,也是一个显然的事实,其动力就是地球自转与地球重力的合力效应,而主动力就是地球自转)。
也就是非洲大陆与美洲大陆原来是连在一起的,由于断裂将二者分开,断裂越来越大,二者相距越来越远;巨大的推动力(来之于太平洋区域),使得美洲大陆西部边缘形成巨大的狭长隆起“安第斯山脉”;巨大的拉力将欧亚大陆、格陵兰岛与美洲大陆撕开,拽远;喜马拉雅山脉则是长形的勒穆利亚-前印度半岛强大而持续的向北推进挤压;澳大利亚、新几内亚则向北推进(其实,它们是向北东方向移动,右旋的力量加大了向北挤压的强度,南半球右旋、北半球左旋共同作用的结果);南美、南部非洲、前印度和澳大利亚以前是直接毗连的(相连的关系就是由西向东:南美洲-南部非洲、澳大利亚-前印度)。
大西洋与太平洋是地球大陆移动过程中逐渐形成的,并且一直都在改变着,两个大洋此消彼长;大西洋在扩张,太平洋则被压缩(地球会从某一天开始,太平洋进入扩张期,大西洋的压缩期也就开始了)。
魏格纳认为,地球海洋中的散布小岛、岛链是大陆板块相互连接的证据,也是大陆移动时大陆边缘留下的痕迹(的确有相当一部分岛屿是这样的,但是,地球上更多的岛屿,特别地,赤道两侧更多的岛屿则是来之于地球的造陆活动,比如海底隆升、极限情况就是火山爆发等等,地球海洋中的大洋脊构造运动就是造陆、造山运动的早期,大洋脊是地球大陆、山脉的婴幼儿期)。
1907年皮克令根据海岸线相对平行:“美洲大陆是从欧亚大陆分裂出去的,被驱离成为大西洋这样一个宽度”(其实,这是非洲大陆、欧亚大陆沿着赤道向前飞奔造成的,也就是说,远古有一个时期,太平洋是一个比现今更为宽广辽阔的大洋,这个大陆发生断裂,一分数份,位于地球自转前方的断裂板块开始加速前行,澳洲大陆、非洲大陆、欧亚大陆一路向前,将美洲大陆远远地抛在了后面;太平洋在日渐压缩,大西洋从开始出现、加速扩张,一个新的地球陆海格局形成了)。
美洲大陆分为南北美洲:
南美洲向前偏右旋,靠近赤道附近前进的速度大,越远离赤道向东方向的移动越慢,相对而言,就有向西移动的感觉,其实,它们都是向北东方向移动的,只是移动的速率不同而已,这种移动造成东西方向的挤压和南北方向的拉抻。
南北方向的拉抻与西东方向的推进,造成了地球海底、大陆地层的穹窿性隆起,特别是大洋脊的形成,大洋脊呈现出近乎均布的平行性垂直层理地层结构,也就是地层准平行于经线、垂直于地球表面的地层,不妨称其为大洋脊的年轮(赤道纬线与地层层理面垂直,而赤道两侧则有一个方向夹角);拉抻形成了西南-东北向几乎均布的平行断裂,与年轮对应的断裂,这些断裂跟行星的表面条纹有异曲同工之属。关于这一点,可以在大洋脊中找到明显的印痕显示。
北美洲大陆向前左旋,与南美洲大陆属于以赤道为对称轴的镜像。
地球物质由两极向赤道方向汇聚集中在重力的作用下,又向两极延伸膨胀,使其保持一个扁平椭球体,这就是地球自转与重力作用的合成地球!
魏格纳讲,对大陆移动的问题的关注,来自于对地图的观察,感受到大西洋东西两岸,宏观海岸线平行的直观印象,猜测它们是不是一分为二的(但是,又想这不可能吧?);加之,后来偶然接触到古地理方面的研究成果,与自己当初的猜测基本吻合,证实了大陆大规模移动的可能性。因此,使自己更加坚定了探索研究大陆移动的信心,就将二者联系起来研究思考,1912年较为系统的大陆移动假设及其规律研究成果报告完成并公诸于世。
本章,主要讲了关于大陆移动问题的提出,和之前关于地球大陆形状、古地理相关探讨的前沿观点,和自己的思路与认知过程。
第二章:《地壳均衡说》
地壳均衡说,本人认为地壳冰盖如同海水,对地壳重力均衡性有一定的影响,但是,它们对地壳的重力影响很少,而对地壳的自转作用力影响较大,由于其可滑动性,冰盖如海水一样,应该会发生逆赤道而行的微小异动,总的来讲还是东进。
关于海岸线的高度,一般东海岸都是越来越高的,主要是由于挤压引起的地壳隆升;而西海岸则应该是越来越低,这其中有左右旋转造成的拉抻,平原的扩大,有物质水流携带物质的沉积,海岸线的向前推进,而海岸线的高度升降,最重要的还是与其前方地壳的物质分布状态、和后方地壳物质分布及前行的速度有关。
魏格纳开篇指出:所谓的地壳均衡说,是指地球地壳压力平衡说,固体地壳在较重的岩浆基底上漂浮着,地壳较厚区域下方地壳会有更深的的物质侵入到岩浆熔岩之中;而地壳较薄区域会有较高的岩浆熔岩侵入到地壳岩层之内,也就是形成瞬时性的互嵌入式结构,也就是形成地壳与地幔之间的过渡带。
大气圈(最厚、最轻的地球外壳)、冰盖、海水、沉积物,与地壳密接程度不同的表层地壳体。这些薄轻壳体物质对地壳物质分布状态有影响,但是,影响很小。也就是地壳均衡说对地壳局部区域物质分布状态并不适用,因为这应该与地壳局部区域内自上而下大区域中的地壳物质分布状态有关,如:若其下伏岩体为极大宽广区域上广布的整体基岩,则与下部为极宽广大区域上广布的破碎的岩层,其状态自然会是有差异的,前者可以承载极高大的山峰耸立,后者则难支低矮的丘陵。
地壳均衡说的意义,就是表明,地球地壳面积达到在一定数值之上时,地壳是具有弹性可塑的,如一块面积极大的厚钢板,它就有了弹性,在一定的压力作用下,可以在弹性允许的范围内发生形变,而不改变其总体模样和性状;而地球地壳面积小于一定的数值之后,地壳的均衡性的丧失,意味着区域面积小到一定程度时,则表明地壳是刚性的,即使增加巨大的物质于其上,该局部地壳区域不会因为重物的覆盖而瞬时发生形变。
魏格纳指出:地壳均衡说有效界限的物理意义,地球地壳均衡,意味着地壳的质量力占优势,而均衡的丧失意味着分子力占优势,其实,地球地壳均衡说,就是对地壳物质分布分子力在地壳中的宏观综合显性的描述(那么多大面积是个确切的界线呢?)。
那么,这个地球地壳均衡说,真正的物理意义又是什么呢?它的本质意义是地球自转作用力与地球物质相互之间的引力内聚力相互作用的动态平衡,局部是刚性体,宏观是动态柔软弹性体。也就是太阳与地球相互之间的引力,通过自转传到到地球,巨大的引力作用对地球施行揉钢球作用,讲一个巨大的地球钢球,像揉面团一样,拉抻放回、拉抻放回、时时刻刻、反反复复、昼夜循环……被拉抻的钢球会在拉抻方向上产生弹性形变,然后,又慢慢恢复,但是,这种恢复不能完全复原,而是,些微朝着拉抻方向有些微的偏移变形,这种变形秒秒分分时时日日月月年年……持续不断地进行着,地球的地壳物质,就在这经久历年的拉抻作用下发生了移动,整个地球物质有规律的位置律动,整个地球物质进行着有规律的由内到外、由外到内的循环交换。
均衡学说是一种关于宇宙天体物质微观与宏观的关系问题的学说,其实,它就是构成天体的物质总和在没有外部引力相互作用时,物质自身的引力,天体内聚集力(微观作用)与当天体与它天体相互作用时呈现出来的天体个性宏观表现,是全体微观物质微观作用综合所呈现出来的的整体特性。微观时是一个整体,是一个无数微观物质构成的一个宏观物体,而这个宏观物体与外界相互作用时,又仅仅是一个可以忽略其内部物质组分的个体,然而,当回过头来,考察这个天体在与外天体相互作用过程中,其自身受到的影响和这些影响下发生的变化,就既要考虑其宏观特性变化,又要考虑其微观特性改变。
下面两段需要好好斟酌
天体(包括物体)的均衡(自塑、可塑)性·与天体的质量有关,与天体的运动有关,与天体的密度有关。天体质量越大,其均衡性(自塑、可塑能力)越强;天体的运动越快,均衡(自塑、可塑)性越强;同质量的天体,密度越大,均衡(自塑、可塑)性越强。自塑性与可塑性是一种矛盾,自塑性越强,可塑性越弱,反之亦然!
均衡性就是微观内聚集力与宏观外部作用力共同作用形成的天体特性,是一种自塑能力的反映(说白了,就是物质相互之间的引力聚集,重力,与外部作用,如万有引力、磁场力、机械力等等力的均衡)。
魏格纳认为,山岳丘陵的高度是由重力与外力动态平衡的确定的。而山岳丘陵不会无限度地增高(因为,当局部高度超过其底部承载时,山体就要下沉,如果下沉延续到了地幔之中,那么,地幔之中那部分,就会在地幔高温高压下熔融与地幔之中,高山就会继续沉降,高度自然而然地就降低了,同样地,地壳也不会无限度地低洼缺失,否则,物质将会由四周向低洼处移动、补充,特别地,下部物质也会因为动态平衡被打破,而向上侵入,出现隆升)。
魏格纳认为,均衡在造山过程中起着重要作用,却没有得到普遍的认同。造山运动就是地球自转引起的地壳运动,也是与重力相互作用形成的动稳态(这个词极为重要,它准确地描述出作用过程与动态平衡这样的关系与)结果,是在维持均衡秩序情况下,通过挤压推升造成的局部隆起高耸。
当隆升过程中的造山合力,慢慢减弱时,山体达到一定的高度,山体就会随着时间的推移,开始由隆升转为维持,再久则会转向下沉,高度减低(风化剥蚀忽略,其实也是重要的减低作用)。直至达到新的高度下的动平衡状态,下一个局部运动又开始了。
地球地壳大陆是移动的,不断变化的,大陆的变化有三方面的涵义,一种是位置的变化,就是大陆在地球上的位置是时间和空间的函数;一种是形态的变化,高度、边界形状、扭曲等等变化;一种是地球地壳陆地数量的变化,也就是新大陆的产生,而老大陆的堙灭难度较大,却也并非不可能。
第三章:硅铝的大陆地块和硅镁的洋底
地球硅镁的洋底地块与硅铝的大陆地块的由来与留存:硅铝层(sial)地壳中花岗岩层和玄武岩层的化学成分均以硅和铝为主,故合称“硅铝层”、过去曾将花岗岩层单独称为“硅铝层”,而将玄武岩层称为“硅镁层”。该层厚度在山区可达40公里,在平原常为10余公里。在海洋则竖着变薄,在太平洋中部此层甚至缺失。
在其范围有两种不同见解:
一、比较通行的解释:即花岗岩层,地壳上部康拉德面以上的圈层。其化学组成与花岗岩相近,主要由铝硅酸盐类构成,故称硅铝层。
硅铝层:化学成分以O、Si、Al为主,Na、k也较多,硅铝层包括地球表面普遍分布的沉积岩层及其下伏的主要由岩浆岩和片麻岩组成的结晶基底.后两者化学成分与花岗岩类似,又称花岗岩层,其厚度在大陆上为10~40km,以高山区域如喜马拉雅,天山,高加索,阿尔卑斯等山区最厚,但在大洋底部,特别在大面积的太平洋底缺失.因而认为花岗岩层是一不连续的圈层。
二、另一种解释:即整个地壳,包括花岗岩层和玄武岩层。因玄武岩层中镁的含量虽高于花岗岩层,但仍以硅、铝占优势,故广义的硅铝层包含玄武岩层(镁含量差异的原因是什么?)。
研究一下,镁和铝的物理化学性质,对这个问题会有一个大概的思考方向,可以从火山口抽样,测定熔融状态岩浆中镁的含量、锂含量、氧气、氢气、氦气、氮气、甲烷、二氧化碳、水等等物质含量。
镁(Magnesium)金属元素,元素符号是Mg。原子序数为12、原子量24.31、第三周期元素,第二主族、密度 1.74 g/cm³、熔点 651 ℃、 沸点 1107℃、它是一种银白色的轻质碱土金属,化学性质活泼,能与酸反应生成氢气,具有一定的延展性和热消散性。镁元素在自然界广泛分布,是人体的必需元素之一,活泼金属。
铝的性质:铝(Aluminium)是一种金属元素,元素符号为Al,原子序数为13、原子量26.98、第三周期元素、第三主族、密度 2.7 g/cm³、熔点 660 ℃、沸点 2327 ℃、 难溶于水;其单质是一种银白色轻金属,有延展性。
硅(Silicon),是一种化学元素,化学符号是Si,旧称矽。原子序数14,相对原子质量28.0855,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体,属于元素周期表上第三周期,IVA族的类金属元素;密度 2.33 g/cm³、熔点1410℃、 沸点 2355 ℃,类金属。
三种连续序数的元素,恰好证明了炼丹炉的演化过程,这时候可能还没有铁生成,它们与氢、锂、碳、氮、氧等等元素,形成最早的地球稳定的固体化合混合物,上浮进入地球表面(还有氢气、氮气、氧气、水、二氧化碳、甲烷也一起上浮,它们这些气液态物质,进入大气层、地球表面或停留在岩石之中),形成地壳物质将地球封闭起来。
地壳的形成
根据地球星云物质起源假说,地球星云物质在相互引力的作用下,慢慢向中心聚集内缩,而在太阳与地球的引力作用下,又对这些物质的内聚力起到一定的反聚集作用,这两种力的合力使得地球慢慢地向圆球状过渡,逐渐达到一个洞平衡状态。
随着重力的继续作用,万有引力自转的影响,地球由气态向半气半液态过渡,进一步向液态过渡,地球内部物质密度渐渐增大,内部压力、温度开始慢慢升高,内部温度开始明显高于外部温度。
地球继续公转自转,物质的内聚集力进一步增强,核心部位初步形成,地球圆度进一步完善,自转轴固定指向基本确立。
地球地幔炼丹炉的形成,地球新物质的自创造模式产生,地球新物质的出现与继续生产。
地球地壳物质的重力分选,分选的动力来源在于太阳与地球万有引力相互作用的影响,也就是通过地球自转传导到地球上,对地球物质施加影响,重力为内聚力,而自转剪切力与离心力则是地球物质横向运动、由地心向外轴向发散运动的主动力,这就是阿基米德浮力原理的动力来源。重力分选的原理在于:重力使物质内聚,指向地球中心;而自转引起的作用力却是使物质逃离地球,,这样就使得地球物质在地球上任何一个时空点上,都面临着位置变化的选择,向下指向地心、向上指向地表、向左指向赤道或北极、向右指向赤道或南极。
浮力就是物质运动状态的一种呈现,地球自转将体积与重量之比大的物体进行扭动上浮,为体积与重量之比小的物体在重力的作用下下沉。比如宇航员在太空舱中的状态、地球在宇宙中的状态就是运动产生浮力,漂浮力(常见物理现象原理新解释)。
猜测:地球早期地壳是以富含硅化镁的岩石层构成的,由于镁金属元素的活泼性,使得地壳物质中的镁元素跟其他物质发生反应,从地壳中逃离了。也就是,地球大陆地壳岩石层中原来也是富含镁的,至少不低于目前海底基岩中的镁含量,之所以,低了,那是因为,早期地球地壳中的镁通过一定的通道逃走了,也就是说,现在的地球地壳大陆中的物质不是其生成时期物质。
地球地壳物质是在地球地壳形成早期的时候,由地幔物质重力分选上浮爬升到地球表面冷凝形成的,最早的上浮物质应该首先从两极开始,由上浮到地表含镁、含铝高的岩浆泡沫冷凝聚而成岩,形成的地球地壳初始岩层,这些地球地壳物质形成的初始地球地壳慢慢由两极向赤道扩散分布,逐渐在地球上形成一个基本完整球形分界面,将地球大气、水气液态物质与地球固体熔融态物质分割开来,一个在球外,一个在球内;最早的地球完整地壳,就形成了。这个地壳是由硅铝镁层构成的。
而散布在地壳硅铝镁层中的镁元素属于活泼金属,极易与大气中的物质发生各种反应,比如跟氧、氮、二氧化碳等等,随着反应的进行,脱离了原来的地球地壳壳体,使得硅铝镁层中的镁含量变低。
随着地球自转的继续,下面有更多的物质上浮,冷却,地壳慢慢增厚,地壳最早期的硅铝镁层随着地球自转慢慢地漂移堆积,形成了地壳之上的硅铝(低镁)层堆积,这就是古大陆的起源。
而地球自转引起的地球内部向外部的物质交换继续进行,有更多的硅铝镁层物质上浮的地球表面,形成新的海底岩浆硅铝镁层地球地壳岩层,富集冷凝,然后逐步扩大向赤道运移,随着时间的推移,慢慢形成闭合地球地壳。
作为地球物质的炼丹炉,因为镁属于第十二号元素,而铝属于第十三号元素,硅是第十四号元素,所以,早期地幔冶炼出来的物质中的镁含量应该比铝含量更多,同样地,上浮到地球表面的物质中,硅镁比硅铝的含量要高,上浮到地球地壳中的冷却物质中,硅镁的占比应该也比硅铝占比大,那么地球地壳中,花岗岩的硅铝镁层中的镁含量,不应该小于现在海底基岩中的镁含量。只有一种可能(佐证在哪里呢,就是研究一下铝与镁的原子结构,物理化学性质,及硅化铝与硅化镁的合成机理、物理化学性质,既然镁的生成条件低于铝的合成条件,主要是温度和压力,这样的话,地球地幔生成镁先于生成铝,那么,镁在原始地球地壳中的按量反而低于海洋基底岩石中镁的含量,则显然是哪里出了问题,就是原始地壳中的镁去哪里了,怎么逃离的,这是一个需要研究说明的问题,硅铝镁层中的的逃离是不是与大气层有关,与大气层中的哪些因素有关?
自此之后,随着硅铝镁层物质的增加,地球地壳进一步增厚,新的地球地壳物质形成了,这个新地壳物质就是硅镁底层物质,而原来的硅铝层,就成了堆积漂浮在硅镁层上的大陆原壳破碎块状物质堆积,即地球大陆板块。
所有的思考都遵守的相同的哲学假设,这是研究思考基础原则:“地球物质形成机理一致性原则”,而不是打补丁、堵漏洞方法。
本人认为它们两个原来是一样的,只是形成的时间点不一样,硅铝岩层形成的早,硅铝镁岩层形成的晚。并且,硅铝岩层形成时与硅铝镁岩层是一样的,也就是说,硅铝岩层是由硅铝镁岩层脱镁之后,存留下来的,这是本人的一种推测,这种猜测源之于我自己独立思考理解的“地球油气无机成因说的机理”。
如何看待大陆板块硅铝岩层与海洋基底硅铝镁岩层之间的区别,若假设硅铝岩层就是硅铝镁岩层中的镁跑掉了一部分,这种假设有没有合理的依据去证实?这是一个地球起源、发展、演化中的重要问题之一。
本章中,魏格纳首先列出了地球地壳海拔高程图,也就是,大陆与海洋高程分布图。海洋占比71.7%,大陆占比为28.3%。若取海洋4000-5000,占比为36.0%,陆地0-1000,占比22.3%,也就是这两种情况的地球表面约占58.2%,一半以上。
这一章的重点说明,大陆岩石圈与海底基底岩石圈是有区别的,大陆岩石圈属于硅铝岩石层,片麻岩岩石和沉积岩石;而海洋基底岩石则主要为硅铝镁岩石层,也就是说,尽管硅铝岩层岩石与硅铝镁岩层,都是侵入岩类,但,却是不同的,因此认为,二者来源于不同的来源。
魏格纳认为,前者硅铝岩层属于地壳原岩,而海底基岩硅铝镁岩不属于原岩。我的看法恰恰与之相反,认为前者和后者应该处于同一来源地,前者生成的早,但是,随着岁月的流逝发生了变化,而后者基本保持着其来时的模样。前者是变质岩,是失去了一部分镁的侵入岩,而后者则是保存完好的侵入岩;前者是地球早期完整地壳破裂后的残留堆积,是一个堆积在新生的海洋基底之上的原地球地壳碎片堆积,当然,原地壳部分碎片也许会被后生的地壳岩浆所覆盖掩埋,但是,覆盖上来的岩浆只是一部分,其覆盖住的那部分硅铝岩层依然存在,其下部依然存在一个与下部底层非连续的交界面,也就是说,原生的地壳总是漂浮在后生的侵入岩之上,并在其上,遵循着既定的规律移动着。
地壳物质来源于地球内部,也就是,地壳物质是由下而上的,由深层到浅层的物质循环,这也是地球浮力的来源,就是地球自转为地球物质挣脱地球内部引力提供的动力,也就是地球物质浮力,与重力的合力就是重力分选,重力指向球心,而浮力一路向上。
魏格纳认为,太平洋平均深度4097米、印度洋3929米、大西洋3858米,反过来看,大西洋3858米、印度洋3929米、太平洋平均深度4097米,大西洋向印度洋向太平洋,一路下坡推进,而太平洋向大西洋则是爬坡推进,这就是美洲大陆西部陡峭高山隆起的原因吧。
大西洋底岩石属于年轻的岩石,所以,大西洋是扩展的,魏格纳认为大西洋洋底岩石有较高的温度梯度,认为是地层中的放射性物质放热在起作用,其实,真正的原因,应该在于海底地壳移动拉抻,使得海底地壳抬升,地幔物质慢慢向上爬升,上部地壳底层呈现出微缝断裂与下部地层有热交换,这种热交换断断续续连到地幔热区,不时地有温热流体向上浮动逃逸,加之太阳的热辐射,也会加热使得海底温升;至于说,放射性物质放热加热海底地层,则是极其牵强,不能为实。
关于硅铝岩层与硅铝镁岩层比重的差异问题,可以对二者之中镁含量进行对比,然后,将前者缺失的与镁相关联一起逃逸的物质,加进去,再对比一下两种岩层之间的比重差异,看看是不是能够得到一个近乎相等的比重,以验证它们是否同源,是否是前者更古老,后者未来可能变成前者的继承者。
再问,“镁到底去哪里了呢?”镁进入了海里?氯化镁可以从海水中提取,每立方英里海水含有约120亿磅镁。地壳中存在形式:菱镁矿(碳酸镁)MgCO₃,白云石(碳酸镁钙)CaMg(CO₃)₂,光卤石(水合氯化镁钾)KCl·MgCl₂·H₂O中。是不是硅铝镁岩层中的镁,被盐酸中的氯离子带走了?
第四章:硅铝(岩)层的塑性和硅(铝)镁层的粘滞性
在本章提到一个问题,认为,硅铝岩层与硅铝镁岩层,它们是不同的两种地层岩石,二者首先是在熔融点上是不同的,前者比后者要高200-300度,所以,它们曾经有个时期,甚至一直保持,一个是固态,一个是准流态的共生状态,也就是这样话,硅铝镁岩层,就可以为硅铝岩层提供支撑与滑道,也就是一个固体(刚体)的大陆壳体,可以在一个准流体(柔体)上移动。这样,就让大陆移动有了通道基础。
问题是,假如位于硅铝岩层位于硅铝镁岩层之上,尽管后者的比重大于前者,前者照样能够部分地进入到后者之中的某个深度部位,柔,粘滞,可以形变,则或轻或重,可以被改变,甚至局部完全被后者淹没,即覆盖在其上面,还有火山爆发岩浆四溢也完全可以将固态的硅铝岩层包裹其中。
魏格纳认为上面的硅铝岩层,会受到来之不同方向的侧压力,使其转向移动,而海底的硅铝镁岩层不受这样的侧压力干扰,其实不然,这种侧压力其实就是一种侧拉力,就是使得大陆发生旋转的力,这个力,就是地球自转引发的力的非一致性造成的邻间物质弹性牵引力(这种力就可以造成相邻物质的转动)。
比如,一条直线上的三齿轮旋转效应,两边齿轮转动方向一致(或顺时针、或逆时针)中间一个与两边转动方向相反,这就是木星等行星表面平行条带形成的机理。
魏格纳认为:拉力与侧压力是一个意思,其实不一样,压力是一种力作用到物体上,这个力使得物体上的物质的受到凝聚力,就是将物质向体积减小、密度增大的方向变化;而拉力与之相反,作用到一个物体上的拉力,会使得该物体的物质趋向于离散,也就是使得物体的体积增大、密度减少的方向变化。并且,如果一个物体受到的是压力,那么,只要这个力不撤消,这个物体就一定会处于这个力的作用之下;而拉力则不同,因为拉力会使得物体发生分断,那么物体的可能开裂、断裂、甚至一分为几,这个物体的相当一部分就摆脱了那个拉力的作用,这算是一种割席抗拒外力干扰吧。
魏格纳,根据一手观测资料,说地球地壳中硅铝镁层分布远大于硅铝层,但是,没有给出之所以如此的原因,如果如前述,将硅铝岩层视为(应该也的确如此)地球地壳早期物质圈岩层,而硅铝镁岩层属于硅铝岩层之后形成的地层,并且,地球地幔无时不刻地继续生成新的地球地壳物质,并将这些物质源源不断地推向地壳之中,形成新的地壳岩层。那么这个问题就自然而然地解决了,就是地球地壳中的硅铝岩层是大致固定的,而硅铝镁岩层是一直增加的。所以,关键是,找到硅铝岩层中原来的的镁,逃到哪去了,怎么逃走的。
他说,若把地球作为一个刚体(实际上不是,它是一个柔体,是一个可以形变的柔体)来研究,那样的话,俄勒从理论上证实了地球摄动曲线,认为地球自转(轴)极应该是每305天,沿此曲线围绕惰性极运动一周;但是,根据国际经度局的测量,却是约430天,才运动一周,这就是说地球赤道自转365.23天,两极却需要转430天,所以,两极比赤道转动的慢得多,赤道附近转一周,两极仅能转0.85周,严重滞后,日积月累,地球的赤道自转与两极的自转就发生很大的错位了。,赤道物质与两极的位置关系,也就随着岁月的流逝,而发生着巨大的变化。
显然,这个地球不是刚体地球,而是一个柔体地球,也就是地球是一个柔软、弹性极好的椭球体,随着地球自转,地球形变时时都在发生,又时时都在恢复形变,只是这种形变的恢复,不是恢复到如其之前,而是在前时刻基础上的新地球,也就是地球自转使得每个时刻的下一时刻,地球都变成了与前一时刻不同的新地球。这个新地球不是哲学意义上时空变化下的新地球,而是物理意义上的形变的新地球。这个形变时所有自转天体都具有的性质,就是自转是天体形态变化、体貌自我完善的主动力之源,又是天体形态变化、体貌自我完善的过程实现。
太阳也是如此,太阳的赤道自转周期约为25天,两极则约为29天,显然中间则介于25-29天之间,太阳和其它天体一样,也在围绕自己的轴心自西向东自转(但观测和研究表明,太阳表面不同的纬度处,自转速度不一样。在赤道处,太阳自转一周需要25.4天,而在纬度40处需要27.2天,到了两极地区,自转一周则需要35天左右),这个周期差也在0.80左右。
这种自转方式被称为“较差自转”。越靠近赤道,自转周期越短,越靠近两极自转周期越长,若将太阳、地球及所有的天体是为一个既公转又自转的刚柔并济的物体,那么在公转时,它就是一个阳刚少年,一往无前,坚不可摧的一个点;自转时,它就是一个娇柔的美女子,千姿百态于一身,喜怒哀乐愁活灵活现。
这是地球自转是主动力源的一个作证,也是地极变化的一个例证,也就是地极前进的脚步,赶不上赤道的飞奔(是赤道两侧向东跑得太快了,而不是两极附近向西跑掉了)。
魏格纳认为:大陆主要是由(近乎刚性的)硅铝岩层构的(沉积岩主要是硅铝岩破碎、风化、搬运及再聚集滞留而成的)是移动的,是在广厚巨遍布的(黏滞的近乎柔性的)硅铝镁岩层上,滑动移动的,时不时地可能产生一定角度地旋转(这种旋转的原因没有讲,其实就是地球自转引起的左旋与右旋,而产生左旋、右旋的原因),认为引起旋转的原因在于受到了侧拉力,或挤压力,并且说,二者是一致的,只是称谓不一样。
认为托浮硅铝岩层移动的硅铝镁岩层自身是不动的,由于硅铝镁岩层具有粘滞性能够在一定程度上发生形变,所以,硅铝镁岩层,就是利用其柔性、黏滞性的弹性形变,帮助地球地壳大陆完成了地球地壳运动的大陆漂移(显然,实际情形并非如此)。
魏格纳提到了另一个大陆现象,就是几乎每块大陆,都会有一个位于其前方的堵阜,所谓的堵阜,就是位于大陆前方的丘陵性隆起。“大陆地块向着硅铝镁岩层移动时,在其(大陆地块)前缘形成一道堵阜,形式为与地块边缘平行的褶皱山脉(比如非洲东南部、南美洲东南部、亚洲中国的东北、北美洲的路的东北端);深海沟也是硅铝镁岩层黏滞性的证据,它们的张裂或者说深陷来得太快,超出了硅铝镁岩层的黏滞弹性限度,还没有来得及恢复到复原的程度(?)。
魏格纳提到的大陆地块堵阜,其实,是一个整个大陆整体前行的的证据,也就是说,如果仅仅考虑大陆左旋、右旋,这些堵阜一般都位于远离赤道的的大陆远端,大约南北纬40度以上部位,这些部位应该是后撤的,但是,它们在真正的大陆移动中,并非是后撤的,而是与整个大陆一样是沿着与赤道大致平行(偏向赤道)的方向前行的,只是与大陆地块靠近赤道附近那部分前进的速率不同而已((略低于那里的前进速度,在同一纬度上,两个大陆地块,靠近两极高纬度的地方分离的间距往往会大于靠近赤道的低纬度附近的分离距离,(非洲板块与南美大陆板块)其原因,就在于位于西部的大陆地块,前进的速度低于位于其前方的大陆地块的速度,当然,这样详细研究讨论,前后两大大陆地块的形态、主大陆地块与赤道之间的位置关系))。
需要进一步说明的是,所谓的两极附近大陆地块后撤,不是实际意义上的向西移动,而是速率远低于赤道两侧大陆地块向东移动,也就是,地球所有的大陆板块都在随着地球自转自西向东方向移动,两极附近最慢,赤道附近最快,就跟地球24小时自转一周,两极大约需要大于24小时一样,地球公转一周,赤道附近转了365圈,而两极呢仅仅转了310圈,看来“俄勒从理论上证实了地球摄动曲线,认为地球自转(轴)极应该是每305天,沿此曲线围绕惰性极运动一周”算是算对了,解释的时候,解释错了。
第五章:山脉、岛屿和深海沟
魏格纳认为:(早期地球被一个由硅铝镁岩层组成的球壳封闭着,,球壳中的硅铝镁岩层中大部分的镁,随着岁月的流逝消失了,硅铝镁岩层变成了硅铝岩层,随着地球自转,)此起彼伏,频繁易地的造山作用,使得地球硅铝岩层,反复被挤压、集聚,局部地方越来越厚,慢慢地原来的地壳破碎、碎片反复堆积,形成了地球地壳大陆,从地壳地台上的原始岩石褶皱,往往还可以明显地辨认出它们由原始海洋出露的痕迹;而褶皱山中的沉积岩厚度往往要比临近无褶皱区域大得多,褶皱山是经过反复推移、挤压等,强烈的造山活动形成的,后来岁月的地质活动,将这些褶皱山风化剥蚀,所以,褶皱山区域附近会有很厚的沉寂地层形成。
比如,阿尔卑斯褶皱山脉,(海姆认为)现在宽为150千米的阿尔卑斯褶皱山脉,其原来的球壳物质分布大约是现在的4-8倍,也就是阿尔卑斯山脉是由一个宽500-1200千米的陆棚挤压而成的。由于地球自转引起的地壳变化,主要是地壳板块自西向东移动,也就是地壳被自西向东撕裂、挤压,根据上面的数据,地壳总面积应该挤压缩小了4-8倍,(南北向变化很小,有拉抻地层孔隙增大,面积增大),所以,地球现在的大陆板块将褶皱熨展开来,恰好就是原来的地球原壳。
原始岩石与沉积岩石在地壳中的形态差异,原始岩石,由于其成因是火成的,也就是地球内部地幔高温高压环境中,多种元素熔融混合而成的,因此,它们这些元素与元素之间的是一种百炼成体的结合方式铸成的“铁”(关系)板一块,原子与原子之间是一种密接关系,所以整体上具有紧密结合性,上升到地球表面冷凝形成地壳之后,依然保持着这样的紧密关系,随着地球的转动、岁月的流逝,原始岩层也受到了各种各样化学的、物理的等等作用的影响,也在慢慢地发生着变化,某些原在岩层中的化学元素逃走了,原岩层的形态也发生了改变,岩层中出现了极其复杂的皱纹,经受不起大的褶皱变形,任由岁月挤压、拉抻、搓揉,形态千变万化,往往是剥离下来的就碎了,余下的依然是整体一块,如在自然剥蚀时的表现,最为明显,风吹水冲变形缓慢。
沉积岩石,由于是被岁月磨碎之后重聚在一起的,所以,这些岩石(原始岩石或沉积岩石或二者的混合)碎块颗粒堆积在一起,被胶结、压实,但是,这样的过程与原始岩石在地幔生成的过程相比,压力温度条件相差极大,所以,可以将沉积岩石视为岩石破碎颗粒的重新组合,而颗粒与颗粒之间的密合程度相对原始岩石而言,就低得多,松散得多,沉积岩的密度也应该小得多。沉积岩经受得起大的褶皱变形,在这样的变形中,具有极大的韧性松散耐形变,而局部小形变则容易破碎(如同木渣板),如在自然剥蚀时的表现,最为明显,风吹水冲变形极快。
因此,沉积岩,是从原岩层的剥离下来的碎块形成的堆积压实,而基岩,则是地幔物质侵入地壳,继续上升,冷凝形成的。后天的造山运动,往往是在沉积岩堆积厚重的区域形成的(?)这里以往岁月里应该曾是低洼地槽之地,新的造山运动很容易在这里获得成功。
比如阿尔卑斯山脉所以美,是因为它是山体中央区域沉积岩层几乎被完全清洗掉后的结果,冰川干净剔透(阿尔卑斯山脉更为古老?)。而喜马拉雅山脉,是在巨量的沉积岩层基础上的的碎块堆积,冰川碎石杂陈(喜马拉雅山脉较为年轻?)。
魏格纳讲:有人的研究结论:在造山运动使得在高山的隆起时,下部有一个岩浆动力源;上部地带很厚的一部分物质被吸向了地壳深部(重力下沉);有人直接认为:大陆移动的引力来自于太平洋的吸力。
总起来最重要的一点,自美洲大陆一路向东,海底是倾斜的,就是大西洋海底高于印度洋、印度洋高于太平洋,所以,大陆地块呈现滑坡式向东移动(而海平面则恰好相反,就是大西洋水位高于太平洋、太平洋水位高于印度洋?)。
第六章:大陆移动的力学
本章开篇魏格纳说,首先假设大陆移动是正确的事实,然后,在这个假设的基础上,去寻找大陆移动的动力,说明大陆是怎么移动的,动力来之于哪里。列举了大陆移动的证据、运动形式和方向,指出了一些特殊的运动情况。
大陆移动分类:
一,与推挤造山运动相互关联的地块移动
1、 由于造山运动造成的挤压引起的大陆移动,特别地,认为地中海区域,由于阿尔卑斯山脉褶皱系形成,所经历的变化异常复杂,未展开论述。
2、 将高加索、喀尔巴阡、狄那里克阿尔卑斯、亚平宁半岛、比利牛斯和阿特拉斯也均列入阿尔卑斯山褶皱系之中;
3、 前印度半岛,包括喜马拉雅山山脉,西班牙、比利牛斯都是半岛大陆向主体大陆板块方向推挤,这种情形里,大致规律是这些半岛,都比它们的源大陆(从其上脱离出来的)的变化尺度要大一些。比如下加利福尼亚半岛,阿拉伯半岛等等。
4、 格陵兰岛也曾是半岛。半岛前端缺口与半岛的长短差异,应该是,半岛与缺口的变化速度差异引起的,因为脱离了之后,缺口与半岛之间因为位置的不同,它们之间的变化速度也就不同了。
大陆移动的距离(幅度),魏格纳认为,很容易得出,仅仅考虑由推挤作用引起的大陆地块移动,就有1000千米,而前印度半岛板块还要大得多,幅度在3000千米左右。
二、孤立大陆地块的自由移动
这样的地块自由移动,在格陵兰、北美洲、中南美洲、南极洲、澳大利亚、新西兰、马达加斯加,都可以观察得到,其分布规律为,在所有孤立的地块(这种所谓的孤立,从尺度上变化很大,有的是真正的孤岛(如新西兰岛、马达加斯加岛、格陵兰岛),有的是孤立的巨大的地块,其实,就是地球大陆,南、北美洲大陆、澳大利亚澳洲大陆),这些孤立地块的移动,又可以分为两类:
1、 第一种是孤立板块与海底硅铝镁岩层发生相对运动的地块移动;其中,较大地块相对于硅铝镁岩层的移动时,会出现一些特征性伴生现象,这些现象出现的原因,似乎都可以归之为硅铝镁岩层的粘性(也就是它的高黏滞性弹性),对这些地块的移动起到阻滞(阻击)作用,使得这些较大的地块移动因为受阻,而在移动方向形成高大的山脉。如,美洲地块上的安第斯山山脉、南极洲地块上的格雷厄姆地与维多利亚地的高山、澳大利亚地块上的新几内亚的山脉,这些地块上的高山都是地块在其移动方向上,受到硅铝镁岩层粘性阻滞形成的高山隆起。而这些山脉的推挤作用,显然,并不相当于大陆移动,这种推挤作用跟前印度半岛对喜马拉雅山脉形成的推挤作用是不一样的,后者是地地道道的前印度大陆移动推挤作用(判断正确)。
2、 这里魏格纳错误地认为大陆上的高山隆起是由于硅铝镁岩层粘性阻滞作用引起的,其实,完全搞反了,大陆上的高山隆起,是由于大陆下部硅铝镁岩层的推举作用造成的,硅铝镁岩层的推举作用的主动力来之于地球自转,驱使硅铝镁岩层随着地球自西向东移动。
3、 有人质疑,假如安第斯山脉的成因归结于太平洋硅铝镁岩层的粘性阻滞阻挡作用,那么硅铝镁岩层更容易变形,必然受大了更大的挤压,这样的话,高山就应该在硅铝镁岩层中隆起,也就是形成新的高山,至少是可以与安第斯山山脉相匹配的高山,然而,并没有,所以魏格纳解释为硅铝镁岩层具有弹性,具有均衡性,这种均衡性使得其受到的挤压应该堆积起来的物质,被分派到了别处。
4、 澳大利亚东部古老边缘山脉归因于澳大利亚大陆曾经向东移动(正解),而后来的移动则如年轻的新几内亚山脉所表明的一样,是指向北的移动,并且,一直这样移动着。
5、 魏格纳认为,这种推向硅铝镁岩层的大陆地块移动的另一种伴生现象是,大陆较小地块(小地块前进动力弱,不容易摆脱移动遇到的强大摩擦阻力)的滞留。
6、 例如,合恩角与格雷厄姆地之间德雷克海峡这个区域的整体现象,就完美地体现了大陆移动论的样子;南乔治亚、南奥克尼、桑威(韦)奇这一系列群岛、岛屿大陆移动时滞留的连接环节,两个大陆的末端愈窄处则愈拖后,两者最末端和最西端的山脉段落均断开了,原因是它们由于拉力变弯时,都在各自移动的走向上受到了作用应力。
7、 在美洲一侧可以辨认出张断裂;麦哲伦海峡似乎可视为火地岛脱离的开端,预计火地岛未来将进一步滞后。在山脉西段,脱离的特征终止于奇洛埃岛,由此向北,海岸就完全是单纯(不受应力侵忧)的了,这里是一个转折点,此点以南,观察可以发现海岸线开始向后弯曲。
8、 小地块的滞留从力学上容易解释,就是,他们的前沿阻力相对而言要大得多(这是与小地块前进推力比较而言的,例如,西印度群岛,在美洲大陆地块向西移动时,也在硅铝镁岩层中滞留,而且,其最小的块体——小安的(得)列斯群岛滞留幅度最大,较大的块体海地岛和古巴岛滞留幅度就小一些,佛罗里达半岛也有滞留,向后拖了一些距离。
9、 若把这些滞留消除,让它们恢复到移动初始状态,也就是把这些小块体重新拼合起来,使其回到起始的模样,就必须将它们向西推,才能拼接起来(原因是它们都随着地球自转自西向东移动了一段距离,不同的是,它们各自移动的速率和方向略有差异)。
10、 据此魏格纳猜测,大西洋所有的岛屿都是这类从断裂边缘脱落出来,离开原大陆地块,而滞留下来的块体;而那些在大西洋正中(大西洋中间大洋脊上面)的岛屿,可能是断裂开始张开时就脱落出来的;大西洋中其余的岛屿,可以统一描述为其所在的位置距离其脱落出来时的位置愈近,表示其脱落出来的时间愈晚;以此推测太平洋中的岛屿,普遍地应该是在较古老的时期,以同样的方式,从大的板块边缘脱离形成的。
11、在格陵兰南部也可以看到,微弱的、向南变窄而加强的向东折回弯曲,若要将其复原,就会发现这种弯曲只能是在格陵兰脱离欧洲大陆地块之后产生的,因此,这也是滞留作用造成的结果。
12、第二种是孤立板块与海底硅铝镁岩层一起移动,也就是被动地跟随着硅铝镁岩层移动的孤立地块移动;前面已经讨论过小地块在硅铝镁岩层中的具有的移动自由度小,所以,这第二种孤立地块的自由移动可以视之为以小地块自由移动方式移动。例如,马达加斯加岛,它由同一硅铝镁岩流带动脱离非洲,向东北方向移(漂)动(这是真实的地块移动方向),魏格纳认为,就是这同一股硅铝镁岩流使的前印度板块受到挤压(成就喜马拉雅山脉的隆起)、绕流过整个东亚,一路到达白令海峡,使这个地区产生皱纹(这个流程有点远)。而且,大西洋中间的岛屿也是被动地由这种类似的硅铝镁岩流从欧非海岸带离的。(这里魏格纳认为小地块岛屿都是向西移动的,这是其学说中最大的错误假设,也因此使其在数年的动力探索中,找到了地球自转,却无法认知地球自转就是地壳运动的主动力,这也是困扰地球物理学、大陆构造学100多年的地球动力学研究症结所在)。
13、魏格纳认为,从理论上讲,一个狭长的地块做倾斜(甚至翻转)运动都是可能的,特别地,假如某个地块的侧向伸延小于其厚度时,比如100千米(通常认为地壳硅铝镁岩层厚度),就可能有这样的情况发生,显然,大多数的岛屿都满足这样的条件,克里特岛有这样运动的征兆,其北侧在下沉,南侧在上升。
14、魏格纳强调,大陆移动的相对性(这一点极为重要),由于没有找到准确的判定方法,去判定地球大陆哪一块是运动的,哪一块是静止的,所以,讨论大陆地块移动时,只能确定两个大陆地块的相对移动关系,也就是可以确定它们之间的相对位置关系的变化情况,比如距离加大还是缩小了,地块位置有没有旋转等等,却没有确定到底是哪一个地块绝对的移动情况。魏格纳举例说:美洲大陆与太平洋硅铝镁岩流发生相向运动,到底是美洲大陆地块向西迎着太平洋硅铝镁岩流运动,还是太平洋硅铝镁岩流向东推挤美洲大陆,尚不清楚。
15、魏格纳大陆移动问题讨论中,均是以假设非洲大陆地块为静止参考物为前提条件的,(恰恰是这一静止参照物假设,将魏格纳引向了寻找大陆移动动力源的不归路,他遇见了地球自转这个大陆移动主动力源,却无法认证地球自转就是大陆移动的主动力源,并且,近一百年过去了,一流的物理学家、天文学家、地质学家都一直认为地球自转没有能力使得大陆移动,所以,神秘的地球地壳运动主动力源的寻找,成了延续百年的科学前沿课题,一直没有解决,现今这个问题已经解决,却得不到专家机构的认同,这对于一个天天呼吁重视基础研究的国度来说,不能不说是一种遗憾,也是一种资源浪费,因为有很多人力物力资源继续浪费在寻找地壳运动的主动力源中,2021年,中国科学技术协会再次将寻找地球运动主动力源列为十大科学前沿课题第九大题。)(其实,实现太平洋硅铝镁岩流与美洲大陆的位置变化的,运动关系可以是多解性的,除了上述情景,还有,太平洋硅铝镁岩流与美洲大陆一起向东移动,只是后者比前者移动的速度快;反之,二者一同向西移动,前者移动的速度比后者幔;还有就是除了正向相对直线运动,还有侧向的相对旋转运动,等等)。
16、魏格纳指出,地壳中压力与拉力的交替,导致大陆地块的单向发展(超过弹性的变形,弹性变形恢复了,而超过的那部分变形被保持下来,真正的形变就发生了,初始地壳硅铝镁岩层中的镁化学逃离,硅铝岩层被地球自转拉抻破裂后,又被下部的硅铝镁岩层托举,破碎的)硅铝岩体被推挤,面积缩小了,厚度增加了,主要是局部增加了海拔高度,而拉力主要造成局部割裂与断裂(这一点,在海洋大洋脊上表征极为显著,就是位于赤道两侧,相互平行而垂直于大洋脊走向的“南半球西南-东北向”、“北半球西北-东南向”,交汇于赤道的拉抻割裂)。这个机理提供了地壳运动发展的概貌,也就是硅铝(镁,原生一定是硅铝镁)岩层原来以小得多的厚度(约35千米)构成了一个覆盖整个地球的完整壳层。随着地壳运动的继续,整个地壳硅铝岩层被挤压成水平伸延只有原来1/3的褶皱性壳体。
17、地球上任何地方都(近乎)没有原岩层的岩石在较大范围内是水平分布的,相反几乎都是近乎垂直陡立的,显示出细密皱纹和经历过撕裂,发现在地球古老时代,地壳就是一个完整平坦的原始硅铝(镁,由于这个壳层厚度小,破裂后也被反复拉抻、挤压,在此过程中,镁应该于后来从地幔产生、上浮到球面的氯气发生化学反应,生成氯化镁,溶融于海水之中了)岩层壳。
18、魏格纳认为,原始地壳裂开之后,先开始分成浅海和深海,然后直至岩壳露出海面(这个原始硅铝镁岩层壳壳,开始应该位于地球地幔上部,而不是地壳的本部,也就是说,它是在地球深部某个位置的,慢慢被继续生成的硅铝镁岩物质顶推到地球表面的,它们上来就是散落分布的,然后,分散的空档中冒出新的硅铝镁岩,硅铝岩与硅铝镁岩之间的不整合接触,应该是硅铝镁岩厚度增大、再增大,到一定高度之后,由熔岩球圈变为球形的固态岩石圈,在这个岩石圈内,地幔物质的温度、压力继续增大,又有新的物质形成了,比如氯气等等地幔物质越来也多,地幔越来越大,地核也在增大,地核继续增大,地幔继续增大,地幔顶部硅铝镁岩继续上行,这是一个特殊的地球地核、地幔、地壳成长过程)。
第七章: 断 裂
魏格纳认为,裂(隙、分)离是地球大陆移动理论中的重要内容,裂离过程是大陆移动中大裂谷形成的重要作用过程,它是一个大陆移动时,由一个地块完全分裂成两个地块的前奏;大陆地块中的裂离,一种可能就是大陆地块正在进行着分裂活动;也就是裂离进行时,另一种是在某个阶段里,这个大陆曾有一段裂离过程,只是后来情况发生了变化,裂离过程中止了,这可以根据裂离的更细微的地质特征进行甄别。
大陆移动理论对裂谷的理解:裂谷首先是从上部发生胀裂,开口向下延展,实际上,真正的动力应该来自于地球内部,由下而上的作用,而这个“下”的深度,与所在区域的内部地质情况有关。也就是与某深度处的地层异动有关。
举例说明:
1、 莱茵河中游低地是一个40千米宽的地堑,沉积岩厚,向两端渐薄,北端在美茵(因)兹附近,变窄,转向东南,然后,逐渐消失;向南穿过阿尔卑斯山,直抵地中海。
2、 与上面类似与其大致平行的地堑断裂,位于更靠西的位置,该断裂将北美洲与欧洲分割开来,这两条近乎平行的断裂,前期很不好判断哪一条是新世界与旧世界之间的边缘;这条褶皱带始于欧洲内地,经过爱尔兰和布列塔尼通往纽芬兰,类似于一座褶皱桥横在北美大陆与欧洲大陆之间。魏格纳认为是东部的莱茵河所属断裂因为阿尔卑斯山褶皱的影响造成了西部北美洲与欧洲之间断裂的分离,而北美洲的离去,使得北美洲与欧洲之间的断裂不再扩展(应当说明的是,魏格纳说反了,应该是北美洲与欧洲大陆之间的断裂分开,造成了欧洲内部莱茵河所属断裂的弥合与阿尔卑斯山山脉的隆起,不是北美洲向西而去,而是欧洲大陆向东偏南方向而来,欧洲大陆东进的速度因为阿尔卑斯山-喜马拉雅山脉的隆升而降低,北美大陆则继续以原来的速度向东挺进,使得北美洲与欧洲大陆之间的断裂不再扩张)。
3、 东非地堑带,属于一个巨大的断层系,向北穿过红海、亚喀巴湾、约旦河谷,直达托罗斯褶皱山脉边缘;向南最清楚的地段在东非,延伸至开普兰;这是一个庞大的地堑带。一条在赞比亚河口一带,宽50千米,向北延伸,经过塞勒河、尼亚萨(马拉维)湖,转向西北方向,逐渐消失;
4、 而仅靠前述这条断裂的另一条近乎平行的断裂就在附近,起始于坦噶尼喀湖的地堑宏伟壮丽,湖深1700-2700米,城墙般的陡壁2000-2400米,甚至有的地方高达3000米,该地堑向北延续有鲁西西河、爱德华湖、阿伯特(蒙博托)湖,凹陷边缘陡立凸起,好似地球爆裂及伴随着爆裂开来时的断层边缘的上升运动;而该高地边缘奇特的凸起地形,使得尼罗河在此地附近发源于仅靠坦噶尼喀湖(湖水流入刚果河)东面的那个陡坡。
5、 第三条明显的地堑始于维多利亚湖东边,向北经过卢多尔夫湖、阿比尼西亚(埃塞俄比亚),转向东北,在那里分叉,一支入红海,一支入亚丁湾。
6、 这些地堑在海岸地区和东非中央部分多半为断层阶地状展布,并且其东部下沉。
7、 在阿比尼西亚(埃塞俄比亚)与索马里半岛(安科伯、贝色巴、马萨瓦)之间,有一个巨大的三角凹陷地带,普遍认为,这是一个大断裂底部的极大扩展,整个地区由年轻的火山熔岩组成,跟冰岛极为相似,就是一场大火过后形成的火灾废墟。
8、 整个东非地堑带(大裂谷系)应该是由于前方动力牵引引起的大裂谷群系,估计主要是澳洲大陆移动形成的低压硅铝镁岩层区域,为非洲大陆板块前方前行,扫除了阻力,也就是还没等到硅铝镁岩层和复原,非洲大陆地块就已经飞过来了。所以,把整个东非大裂谷群系成因视为拉抻前行是正确的,这样的大裂谷就是拉裂形大裂谷。显然,东非大裂谷应该是年轻的大裂谷,与喜马拉雅山的隆起时间上大致相同。(当然还是地球自转,大河之水向东流)。
9、 除了断裂,还有一种与断裂、地堑类同的地质现象,就是大洋海沟,这是与大陆断裂、地堑一样的壳壳构造形态,只不过一个在陆地,一个在海底罢了,其实,它们都是地壳上的一种开裂。把纽芬兰和大陆地块分离开的海沟,这条海沟视作为地堑断层可以沿着圣劳伦斯河上溯很远,仔细观察可以发现,纽芬兰除了移动还发生了一定的旋转,这一点可以从它分离出来的大陆(北美洲-欧洲)地块拼图中看出来。类似的这种海沟还有很多,如哈得孙河出海口外海沟、法国比斯开湾海沟、刚果河海沟等等。
10、 魏格纳认为,4000千米的大西洋,其宽度每年增加4米,应该不算啥,然而,就是这4米,就将改变整个地球地壳的未来分布。
11、 还有一点,就是水的临界压力只有20个大气压,这个气压就是水深200米,在这样的气压之下,即使温度再高,也不会变成蒸气。因而,当海底有火山活动时,超临界状态下被加热的水,开始体积增大,会寻路上行,而更多的水会稀释这些寻路上行的水,那么,被加热的水就不易跑到海面上释放出来,因而海底熔岩喷发现象在海面上几乎看不到什么踪迹,似乎一切都那么平静,海底却岩浆喷涌,水大涡流翻滚。
12、 1888年、1889年、1892年在武尔卡诺附近700-1000米海洋深处,连续发生数次海底岩浆喷发,海面没有发现什么异常。海底岩浆喷发之所以被发现,在于它造成了从利帕里群岛通向米拉措的通讯电缆中断,检查发现电缆被岩浆喷发拉断,自此,人们开始对这种地质现象予以重视。通过这个现象还发现,海底火山爆发,水面听不到什么声音(1、岩浆喷发引起水的振动被水更多的水消解掉了;2、声音是震动传输到海面、地面,引发空气振动之后,耳朵才能被听到吧)。
第八章:大陆移动的可能原因
魏格纳开篇讲:(由于研究思考时间太短,)提出大陆移动原因这个问题时间尚早。原因未知与原因不可知是两个不同的问题,没有找到并不表示无法找到。
旋转(暗示,就是这个原因)着的地球受到多种力的作用,这些力可以影响大气圈和水圈,引起活跃的环流,1、太阳热辐射及其压力;2、太阳辐射出来的电子;3、行星际气体和流星阻力(?);4、太阳、月亮潮汐力;但是,却没有发现与之相关的物理联系。广义上讲,地球可以是作为流体的,具有黏滞性的流体的星球,所以,魏格纳认为,既然地球岩石圈可以视为流动性的物质构成,那么,所寻找的大陆移动的宇宙力,是那种对地球岩石圈的作用,虽然其方式方法可能有异,但是,其作用效果应该与影响大气圈、水圈那样效果的力相似,也就是引起岩石圈的环流。
大气圈、水圈的特点,流动性好,受温度变化影响大,体积变化幅度大,所以,引起它们变化的原因,主要来之于太阳辐射和太阳、月亮潮汐作用(其实,地球自转才是最大的作用来源,两极冷热,也主要在于自转引起的大气、海水流动,体积变化造成的制冷效果,两极寒冷,固然有太阳辐射热的多少有关,更重要的是大气在两极处于体积膨胀的状态之中,因而,根据热力学原理,膨胀的气体,整体能量变成了分子意义上的能量,也就是分子的自由度增加,分子之间的距离增大,碰撞机会减少,温度下降)。
水圈受潮汐影响大,受大气圈环流影响也较大,而地球受大气圈环流影响就小多了,受潮汐影响较大,受水圈的影响其实就是潮汐和大气圈环流影响的综合影响,也就是水圈环流对大陆移动应该有一定的影响,估计,大洋底硅铝镁岩层受到一种与海洋底部潜流一样的同方向的明显的运动推动力(极是!)。魏格纳认为,将这种估计、猜测,与地图上的实际地块对比,却发现完全不一致,也就是经不起推敲(否定了)。
另一个宇宙力就是刺激偏离,也就是地球磁极在不停地变化着方向和位置,地球大陆移动是不是地极移动变化产生的作用力造成的呢,魏格纳认为,地极的周期性缓慢摆动,提供了产生其他运动的可能性,但是,作用效果大小,未知,对于两极陆块趋向于逃逸两极,朝向赤道移动的微弱趋势,看似有这样的迹象,却未被证实。(这一点,应该说是两极物质有被拖拽离开两极的趋势,这种拖拽力源至于自转引起的赤道向两极的自转速率递减而引发的对远离赤道物质的弹性拖拽,带动赤道远处(相对而言)的物质加快速度向东进发;反过来讲,远离赤道物质也对相对较近于迟到的物质有一个弹性拖拽,就是拖拽近于(也是相对而言的)赤道的物质变换向东进发的速度;相对而言,就是一种弹性拔河,寻求大家步调一致向前走,因为它们都从实际状态改变上来说,都是自西向东移动的,只是赤道两侧的物质向东移动的快,而远离赤道的物质随着纬度的增加,移动速度在降低,与维度的余弦呈正比,赤道最大,两极为零最小)。
地磁极变化,方向、位置位移,大气圈、水圈变化、大陆变化都是地球物质移动的一种方式和结果,这也是地球上存在的一种移动现象,所以,应该有一个力是这一切物质移动的总主动力,这就是万有引力。
地球与月亮之间、地球与太阳之间的万有引力作用,相对于太阳而言,月亮可以忽略,若考虑月亮对地球的影响,则是在太阳与地球引力作用基础上的叠加,起到增大或减少的效果,但是,月亮与地球之间的引力作用不是主动力作用,主动力作用是太阳与地球之间的万有引力作用。
万有引力这种作用力,在地球上的表现形式,一是使得地球围绕着太阳公转,也就是使得地球四季的成因,和地球物质有规律的谐振,这是地球物质发生均匀性微裂痕的微观作用力的原因之一;另一种是使得地球围绕自己的极轴自转,这是地球自塑能力的体现,也就是通过自转造成的地球内部各种运动,持续不断地反复影响着地球的形态、结构等等一切内部活动。
魏格纳认为,月亮、地球潮汐力是不容忽视的重要动力,因为固体地壳的潮动可以用水平摆测出。由于大陆板块的重心高于它排挤(占位离开的)硅铝镁岩层的重心,一般要高至少几千米,所以,由此会产生这样的想法,就是地球自转过程中,潮汐引起的转动延缓作用,对大陆地块和硅铝镁岩层的影响是不同的,大陆地块向西移动的幅度应该大于大洋底部硅铝镁岩层向西的幅度。(这里有个思考的误区,就是大家普遍以为,地球自转是由于地球内部发动的,也就是地球跟着地心的转动而由西向东转动,也就是说,地球自转的动力来自于地球自身内部的动力,那么,实际情况又该是怎样的呢?也就是说,地球自转的动力来源于哪里,地球又是怎样自转呢?)。
显然,搞清楚了这一点,地球自转引起的地球物质受力及加速运动的方向,就一目了然了,而不会再把地球自西向东旋转,那么,地球上的物质会向西移动视为牛顿惯性定律的自然而然的结论。想一下,如果一个汽车拉着一个大大的铝锭,汽车发动、启动、起动前行,那么自然地,车上的铝锭就会按照牛顿惯性定律有向后移动的趋势;发过来,假设,汽车熄火停在那里,有人用一个大型的钢索套在铝锭上,向前拖动铝锭,那么铝锭与汽车的运动状态又会如何呢?这两种情况的不同在哪里呢?不同之处,在于对铝锭与汽车组成的物质系统作用力的来源不同,一种情况的动力是来源于系统自身汽车,(自动力)系统内部动力;而另一种动力来源于系统外部,(外动力)钢索拉力。
不言而喻的道理,就是地球自转的作用力就是来自于地球外部而不是来之于地球内部,地球自转的动力是地球与太阳之间万有引力相互作用的一个副产品,主产品是地球围绕太阳做公转的公转运动,副产品是地区围绕自转轴,自西向东的自转运动,太阳对地球逃逸与反逃逸平衡形成的动平衡结果,太阳对地球实施反逃逸作用的抓手就是地球自转的作用点,显然,这个作用点不是地心的,而是被拉抻偏向太阳的那个地球变形体的瞬时质心中心,是一个被拉着朝向太阳一侧的瞬时中心。
也就是说,若将大陆地块设定为不动参照物,那么,相对大陆地块,硅铝镁岩层是向东移动的,至少是硅铝镁岩层应该具有向东移动的趋向,格陵兰、北美洲、中南美洲以及格雷厄姆地这些大陆地块都符合这种情况,在东非、马达加斯加、前印度半岛和东亚这些区域,可以看到硅铝镁岩流移动时,明显的向东方向的移动分量;特别地,受东移分量影响,东亚海岸处出现明显的岛弧分离现象;同样地,受硅铝镁岩流滞留的新西兰(随着硅铝镁岩层向东移动,速率低),表明澳大利亚大陆地块沿北北西方向对着硅铝镁岩层移动;在大洋中硅铝镁岩层上滞留的较小地块,基本上都是向东移动,并逐渐远离其母地块的;然而,大西洋东海岸地区的滞留较小地块(这种地块数量极小)例外。(这种特例情况存在的原因,在于非洲大陆主体位于赤道上,所以,这个大陆是地球自转引起的大陆地块移动的主推进器,由于它前进的速率最大,因此,使得非洲大陆、印度洋、太平洋区域中的地块东进速率大,而在非洲大陆地块以西的大小地块东进速率都低,跟不上非洲、欧洲大陆地块的东进步伐,这就是大西洋东岸较小地块似乎不东进的原因,其实,这也是大西洋开裂扩展的原因,即非洲大陆、欧洲大陆地块东进速率大于北美洲、中北美洲地块的东进速率)。
魏格纳认为,结合前印度半岛、澳大利亚大陆地块的移动,那么,大陆移动的原因依然不明朗。所以,他认为,也许可以用天文学方法追溯大陆移动本身,也许可以通过相似观察,测出推动这种移动的力,而无需知道产生这种力的根源(本人得到地球自转是地球运动的主动力之源,就是通过研究太阳系天体的自转与它们形状及内部活动规律得出的结论,而不是通过研究地球本身)。
通过观察行星系可以看到所有的天体上,都会出现外层岩石的移动与挤压,太阳黑子因为与太阳赤道的距离不同,移动的速度不同(越靠近赤道,移动速度越快);水星表面不了解;金星表面被浓雾笼罩;月亮表面解释不一致;火星上大陆地块的挤压应该介于地球和月亮之间,移动速度也应该小于地球(魏格纳是以体积大小来推测的,他说的很对,巧合之处在于地球与火星的自转周期,大致相等,所以,引起的球面活动就主要与它们的半径正相关了);木星上的红斑(大的表面涡流)特别值得注意,魏格纳以为是木星的固体核心,木星温度比地球大得多,因此,木星的硅铝镁岩就接近于稀流体可以较快地移动。而其质量相当于地球的320倍,所以,木星上的所有力都归结为质量之力,即跟随着天体质量的增大而增大;然而,作为分子里的阻力应该与质量无关(应该有关系,同体积质量大的情况下,分子之间的结合力增大),所以,在同样的物理条件下,较大的天体的表面,应该比较小天体表面,物质流动性更好。
由于魏格纳(推出大陆地块移动说时间仓促,更多的是研究地球板块的移动变化情况,而没有更多的时间和精力去追寻大陆移动的原因)总结说:根据木星、地球、火星、和月亮,它们的壳层裂开的程度与移动速率,与它们的体积有正相关联系(其实,魏格纳还是没有认真观察太阳系行星的各种参数,与其表面形态之间的关系,特别是这个时期,魏格纳忽略了行星最重要的一个参数,自转周期,而这恰恰是天体最重要参数,一个决定行星体貌与内部活动的重要参数,是行星与其主体恒星引力作用在行星上的重要体现—行星的质量、体积、公转周期、自转周期,是行星的重要参数,对于一个确定的行星而言,自转周期就成了行星内部活动及其综合效应,即其体貌特征的体现)。
第九章: 大 西 洋
魏格纳开篇讲,第九章、第十章,主要是给出并讨论关于大陆板块移动的证据材料,其中,把大西洋专门作为一章来写,显然,魏格纳大陆移动研究着重点就在于大西洋,这也是魏格纳产生“大陆移动”想法的启动之处,就是因为看到了大西洋两岸的相似形态产生的联想……在此基础上,开始了不断的证据搜集、探索、思考,给出了自己独特的大西洋两岸形态形成的原因,大陆移动说创立了。
科学探索的思路与路径,现象观察-归纳总结-规律猜想-否定尝试-寻找证据-联想证据-再次观察-反复验证-结论总结。
皮克令图形相似性因大西洋东西两岸大范围吻合对应,设想大西洋两边的大陆原来是一个整体,认为两岸是一个断裂极度拓宽后的边缘。
南美洲-非洲之间对应的海岸线,相隔5000千米,凹凸相互弥合,显然,不应该是中间断裂,大陆沉降造成的大西洋分隔;同样地,两岸山脉(格陵兰-斯堪的纳维亚)、断裂带(中美洲-地中海)、台地(南美洲-非洲)都是互相对应的。
古生物分布的连通性,图形相似性是思考的起点,而证据的充分才是问题的解决。联想的佐证,根据古生物研究发现,大西洋两岸大陆上的古生物具有一致性,也就是说,两岸在中生代到第三纪(始新世末与渐新新世初)的时候,曾有相同的动物生活存在,也就是说,或者两岸曾经有一个宽阔的陆路通道,动物可以来回迁徙跑动,或者两岸就是一个整体的大陆,动物就在这个大陆上生存。
地质构造的一致性,由上面的思考思路,继续向前探索,就是要对感性认识寻找更多的理性证据,既然是大陆地块,那么最重要的自然是普遍存在的岩石层序,它们之间的对应关系,图形(地层的图形)和化石(地层中的化石)都是岩石层圈对应关系存在的另一种表现形式,因此,下一步就是,寻找两岸岩石地层中的直接对应关系。
由北开始,格陵兰岛东北部北纬81度处,出露个别未经褶皱弯曲的石炭纪沉积残余,它们在岸边突然中断(从地球运动活跃程度来讲,赤道两岸是最活跃的地区,因此许多古老地质痕迹的保持在这些地区就比较困难,但是,地质活动的多样性证据在这种地区留存的相对会更多一些;而在远离赤道,靠近两极的地方,地球运动相对而言,活跃程度低的多,所以,古老地质现象留存的痕迹就很容易得到保存,这是在地球上寻找地质现象痕迹的大方向性思路)。而在遥远的与之相对应的斯匹次卑尔根陆块边缘,可以找到同样形式出露的这种沉积,观察两地沉积断裂得出的印象是这两处露头是在较近的地质时代才产生断裂的,也就是,从地质意义上讲,这两处是因为陆块断裂分开的,并且分离时间并不久远。
格陵兰岛附近75度向南,一片大规模的第三纪玄武岩盖层残余分布在那里,构成南端毗邻斯科雷斯比湾的巨大半岛;这个第三纪玄武岩盖层,除了分离的这部分和另一部分随着移动的杨马延岛漂远外,在冰岛、法罗群岛及其往南直到英格兰北端都有分布;同时需要指出的是,从格陵兰由北向南到欧洲方向,断层的位错与第三纪玄武岩层的条带状分布基本吻合,本来是一条单一的较大的断裂,在这里,分解为两条平行断裂,冰岛和法罗群岛位于两条断裂之间。
格陵兰和北美洲之间也具有这样的对应性,在费尔韦尔角(又称法韦尔角 ,是格陵兰最南部的一个海岬,面向拉布拉多海。法韦尔角位于59°46′23″N43°55′21″W,是纳诺塔利克的一部分)及其西北为片麻岩层,片麻岩层中前寒武纪的侵入岩反复出现;这种前寒武纪侵入岩出现在片麻岩层中的情况,在美洲方面贝尔岛海峡以北也有存在。
在格陵兰西北史密斯海峡和罗伯逊海峡附近发现,这里的大陆移动,并不是断裂两侧的开裂加宽,陆块相互远离,而是断裂两侧陆块沿着断裂伸展方向大幅度的水平错位;格林内尔兰地块沿着格陵兰地块滑动,二者之间呈现为直线状交界,这个缩小了的片段,只要追溯到泥盆纪和三叠纪之间的界限就可以看到,这样的界限标志,分别位于格林内尔兰地块81度10分处、格陵兰地块81度31分处。
这种吻合并非仅仅在邻近的海岸印证着大陆的移动,其实,远处的海岸地块之间的吻合性,大陆地块与地块之间岩层结构的一致性,也能说明这样的问题;欧洲大陆与北美洲大陆地块之间的一致性更能说明问题,欧洲大陆地块中,罗弗敦群岛、赫布里底群岛与北苏格兰元古代古老的片麻岩山脉与远处北美大陆地块上对应的坎伯兰、拉布拉多的片麻岩山脉,隔海相望,这些山脉向南直到贝尔岛海峡,并深入加拿大内地中;褶皱走向,欧洲大陆板块附近为“东北-西南”向,美洲大陆地块则为“东-西”到“东北-西南”向。显然,若把美洲大陆地块上的山脉,向东移动,将两大地块拼合复原,则美洲山脉与欧洲山脉就首尾相连了,这恰好就是大陆地块移动的逆动复原。
在欧洲,断裂南面紧接着的有一条稍晚(志留纪-泥盆纪)的褶皱带,穿过挪威、英格兰北部,加里东山脉,该山脉在美洲大陆地块上的延续可以在纽芬兰北半部找到,正好与欧洲一端的山脉相连接。
沿着这个方向继续向南是石炭系阿尔莫利加(褶皱)山脉(在欧洲),这个山脉使欧洲与北美洲的煤层直接连在了一起,北美洲是欧洲的自然延展,阿尔莫利加(褶皱)山脉现在已经快被夷平了,它发源于欧洲大陆地块内地,先呈弧形向西北方向伸延,然后,转而向西,在爱尔兰西南海岸和布列塔尼截然中断,构成支离破碎的海岸(一条河的河口,因为破碎被冲刷而成)。
欧洲和北美洲洪积期巨大的内陆冰盖的终冰碛,也位于同样的区域,这些冰盖复原时也是吻合的。有人认为北非的阿特拉斯山脉向西延伸,与加那利群岛、佛得角和亚速尔群岛一脉相承,甚至中美洲同时代山脉(安的列斯群岛)也是北非的阿特拉斯山脉的自然延伸。魏格纳认为,阿特拉斯山脉和安的列斯群岛的褶皱同样起源于第三纪,恰好表明这种构造是大陆地块分离以前形成的,也就是说,这两块现大陆地块原来是一体的,大陆地块断裂和断裂两边不同的移动方向或速度,造成了这种构造的两岸分离。
几个特殊的情况说明,欧洲、非洲、美洲大陆地块没有分离也就是大西洋还没有形成的时候,安第斯山脉、阿特拉斯山脉和欧洲阿尔卑斯山脉褶皱尚未形成,如今存在的这些山脉,当时都占据着更为广阔的大地;北美洲西海岸与阿拉斯加陆块之间的急拐弯也未形成现在的样子,或者这个拐弯就不存在;这样的话,格陵兰周边的大小地块就可以复原成早期陆块的样子;所以,当山脉形成之后,原来的地块或者发生了褶皱面积压缩,或者是由褶皱引起的地块开裂、断裂、分裂,原大陆变成了欧洲、非洲和美洲数块大陆和大陆间的碎块岛屿。
关于大西洋中部洋底海岭(大洋脊)的问题,魏格纳认为,其构成物质应该是轻物质(这种假设是错误的,因为它没有搞清楚大洋脊的成因机理),由于属于轻物质,它们的来源,或来自于大陆,或来自于沉积岩,所以,就认为作为海岭顶峰的岛屿,都应该是发生断裂时,两侧的断块物质构成的。后来,大西洋这个洋底海岭(靠近赤道的大洋脊局部高点)岛屿,在大陆移动时,却不随着大陆一起移动,也就是大洋脊不加入大陆移动的行列之中(这是魏格纳没有预料到的情况,其实,大洋脊与大陆一起自西向东移动)。
其实,构成大洋脊的物质,就是海底硅铝镁岩层物质,它们是洋底硅铝镁层受推挤力作用形成的书页状垂直隆起,这样的隆起首页,一层层的堆积叠摞起来,向上、向上,就形成了出露海面的海岭岛屿,这些大洋脊会在一定的间距上近乎平行状排布,从大洋中部位置向平行排布的垂直方向两侧延伸,并且,中部中间位置的大洋脊形成最早,而由此向两侧的,大洋脊形成的时间越来越晚。
第十章:冈 瓦 纳 古(大)陆
冈瓦纳古(大)陆,来源于古生物学家的在研究古生物时,对古生物生存环境的联想,认为,早期地球上曾经存在一块特别大的大陆,那里是古生物生存的家园,这个家园被称之为“冈瓦纳古陆”。认为,冈瓦纳古陆曾包含南美洲、南部非洲、前印度大陆(马达加斯加半岛)、澳大利亚大陆;澳大利亚大陆、前印度大陆与非洲大陆,三者在二叠纪还是一个整体,所以推测它们是在三叠纪分离的。
有人认为,澳大利亚大陆与南美洲大陆,在第四纪还是有陆路相通的,估计,这条陆路需要绕道南极洲,南美洲与澳大利亚之间的大陆陷落到了地球深海之下,造成两个大陆正式分开。
而从大陆移动的角度去思考研究各大洲陆古生物之间的分布关系更合理。其实(研究现有大陆的未来变化趋势比追寻古大陆踪迹更有意义),应该研讨一下,支持大陆移动的现实性事实证据。喜马拉雅山系巨大的地层褶皱主要形成于第三纪形成的,这表明,在这个时期,喜马拉雅山系所在区域,地壳承受了相当长时间内的挤压;也就是,现在的喜马拉雅山系是由一片面积更广大的区域,面积缩小、高度增高的挤压,压缩隆起形成的山脉。
显然,这个巨大的造山挤压力,改变了整个亚洲东部的地质构造形态,覆盖青藏高原、贝加尔湖、白令海峡广大的区域,平均4000米以上高原的宽度大约1000千米,以前述阿尔卑斯山脉隆起褶皱展平的处理方式,展开青藏高原褶皱,发现这里大约被挤压了3000千米,也就是前印度半岛好像是从3000千米以外的,现在遥远的马达加斯加所在地,长途跋涉而来,助推喜马拉雅山成为地球第三极的(实际上,前印度板块不需要从那么遥远的地方飞奔而来的,因为喜马拉雅山的隆起,不仅仅是前印度半岛的挤压作用,还应该有来之于欧亚大陆左旋引起的“由北向南”的推进,感觉它应该来之于摩加迪沙、莫罗尼、维多利亚,现在的乞力马扎罗山一带,那时候,亚洲大陆应该位于其前方,非洲大陆北部遇大陆受阻,前进速度下降,前印度大陆断裂分离出去,向前与亚洲大陆密接,亚洲大陆左旋慢慢由南北向转为南东-北西向,前印度大陆成为南北向直插亚洲大陆,为喜马拉雅山隆起的重要推手之一)。
魏格纳,认为早期勒穆利亚半岛的推挤,并非由直接指向大陆地块并使其在硅铝镁岩层上移动的某种力造成的,而是由来之于非洲南部的硅铝镁岩层潜流造成的。硅铝镁岩层潜流将前印度半岛拖带一同朝向未来的亚洲高原前行,受到阻力,前印度半岛的前行速度小于硅铝镁岩层潜流的速度,硅铝镁岩层潜流继续前涌,把与其运动方向斜交的前印度半岛和斯里兰卡半岛,一起拖拽着偏东行进。
印度最高的隆起位于其西南海岸,可以理解为硅铝镁岩流(地球自转动力驱动下)流动时的伴生现象,一方面具有非洲东部和阿拉伯区域构造的一些特征,同时,具有后印度区域的构造特点,所以,这里的陆块移动受到了朝向东北方向的拖拽(准确地讲是挤压)。
索马里半岛形状不对称,表明越向其前端部分,向东北方向的拖拽作用越强烈(类似情况在格陵兰南部和火地岛也有出现);索马里半岛尖端前部索科特拉岛已经开始向东北方向偏离,阿比西尼亚(埃塞俄比亚)山脉似乎也与索马里半岛那个碰撞作用直接相关联。
波斯湾出口,反映了阿拉伯地区受到了趋向东北方向的拉力,阿克达尔山脉的一个支脉就像一个马刺插入波斯的山系之中,兴都库什山脉与苏莱曼山脉的扇形聚集,表明山脉隆起时受到的挤压是由东向西逐渐减弱的,由这一挤压作用东侧形成的真实的对称图像位于缅甸山系从安南(越南)半岛、马六甲半岛和苏门答腊群岛原有方向起,被拖拽转变成了南北方向,“马六甲半岛的折曲”、深海图上可辨认的“缅甸与苏门答腊之间最西环链的断离”表明,在这种拖拽作用下,地块的可塑性难以保持自身的完整性,也就是会因为作用力超过了地块可塑性的限度,而被拉断甚至破碎,并且这股巨大的硅铝镁岩层(地球自转驱动的)潜流,还会波及更大的范围(实际上是全体地球质点的持续不断的规律性运动),推挤作用影响到整个亚洲东部。
肚凸式形状海岸与海岸断离外围岛弧环链一起,赋予太平洋这一部分独具特色的海岸构造形态,显然,硅铝镁岩层潜流(自转形成的地壳运动驱动力)在此处,具有与海岸垂直指向太平洋(大方向趋东)的分力,而这个潜流拖拽力本身应该是东北东向的,那么由此可推断,前印度半岛的推挤压力不可能穿越亚洲大陆,一直传到到白令海峡,必须将整个亚洲东部区域的推挤作用归因于硅铝镁岩层潜流引起的,它在亚洲大陆的基底下流动,并因摩擦力拖拽着整个亚洲大陆前行。
(神龟虽寿,犹有竟时,硅铝镁岩层潜流总会不停地变动方向和大小,而地球自转自地球产生之日起,就一直持续不断地转动着,为地球上每一个质点自西向东前行提供动力,所以,不需假定一个莫须有的硅铝镁岩层潜流)。
关于澳大利亚大陆地块的移动,先从巽他群岛说起。巽他群岛南端有两列岛屿,近于正西东走向,其中爪哇列岛在接近澳大利亚-新几内亚大台块时,(赤道上,跑得最快的一列群岛)以螺旋形弧状依次转折向东北、北、西北、西、西南(亚洲东部列岛左旋、澳大利亚右旋,所以,爪哇列岛附近形成大的海沟)。在前面的帝汶列岛,则因为错动几多变的方向,表明与澳大利亚陆棚的碰撞,然后,以猛烈的方式做左螺旋状折回运动。这里呈现的是(赤道线两侧运动趋向存在的极大差异)澳大利亚板块与亚洲东部海底洋(陆)壳碰撞(分裂、分离)的景象,两列列岛原来是直线并行向东伸延的,后来被从东南方向(应该是西南方向)挤过来的澳大利亚大陆台块(旋转)推挤,(列岛其前方发生左旋折回,并且这些列岛的分离是由于澳大利亚大陆地块前行拖拽造成的陆块前进速率差异形成的)前端部分被顶回来转向,向东北移动。
在新几内亚东侧可以看到以上过程的相似情形,新几内亚来自于东南方(应该是西南方向,在这里可以发现澳大利亚-新几内亚地台陆块曾经是由西南向东北方向移动,穿越赤道,右旋转向东南,因而在新几内亚北侧形成一条大的海沟),擦过俾斯麦群岛,在其东南端与纽波麦尔(今新不列颠)岛相遇,并将其拖拽,使得俾斯麦群岛旋转90度弯成半圆形,这个岛以南和以东洋底上的深沟,是上述过程猛烈程度的明证,因为硅铝镁岩层还未来得及将它们填充起来(这里存在两个大的问题,一个是新几内亚的来路方向,一个是新几内亚北南两侧海沟的成因,其北侧海沟缘之于澳大利亚-新几内亚陆块右旋的拉抻撕裂,而其南侧的海沟缘之于俾斯麦群岛(新不列颠岛处最为明显)与新几内亚陆块的分离,刚好形成一北一南两个海洋深沟,并且,早期俾斯麦群岛都属于新几内亚陆块的一部分)。这样,就划出了澳大利亚-新几内亚陆块与亚洲东部陆块的分界线,也就是巽他群岛与澳大利亚-新几内亚陆块一直是隔离的;而澳大利亚、新几内亚、俾斯麦群岛却是相连通的(实际情况是巽他群岛与新几内亚岛块以前都是相连的,澳大利亚的右旋带动了新几内亚的右旋,产生了目前这样的岛屿分布与形态——要注意的问题的关键是,澳大利亚-新几内亚陆块一直是前行的,也就是由西向东前行,而右旋不是真正意义上的右旋,是一种向东移动速率差异呈现出来的形态表现,还有新几内亚应该是大洋脊的一部分,也就是新几内亚是早期的大洋脊断段构成的)。
第十一章:两 极 漂 移,第十二章:大陆移动的测量(略)
魏格纳《大陆和海洋的形成,第四版》
读书笔记摘要
序 言
地球大陆的形状、地球古生物的分布,都预示了地球大陆移动的历史事实,但是,探究大陆移动的缘由,真实的动力来源,不是地质学家、古生物学家专业角度能够解决的,因为地质学家掌握的地质观察资料和古生物学家认定的古生物分布迁徙路桥,都存在多解性,所以,到底是规律性的移动,还是偶然性的移动需要鉴别区分开来,如果是规律性的移动,那么,其缘由一定是游离于地质学与古生物学之外的物理学原理,就是最基本的数学物理问题,而不可能仅仅通过地质学、古生物学研究方法予以解决,而应该借助理论物理学和天文学进行研究,找到问题解决的出路。
第一章:历史的回顾
大地测量取得了“格陵兰群岛仍在移动的精确证明”,这就表示,大陆移动不是一种偶然事件,而是地球大陆持久以来一直存在着的运动形式,也就是地球大陆都在无时不刻地做着某种有规律的运动,这种运动的缘由和动力源尚且未知。
其中,从魏格纳罗列的关于地球大陆移动说的倡导者们阐述的观点里,感觉只有美国的泰勒先生考虑问题的出发点,接近大陆移动的本质性问题,而其他人包括魏格纳本人都是仅仅漂浮于大陆移动的现象之上。
重要的一点,魏格纳等人考虑的问题,一直是大陆移动板块中的岩层、古生物、形态变化证据,且主要局限于第三纪以来的地质现象,而没有系统地研究地球、太阳及其他行星的形态与自转之间的规律性关系,也就是没有去探索寻找天体运动的普遍性规律。他们研究的是现象,而本人思考的是宇宙天体运动的本质。
其中,提到美国泰勒对地球大陆移动论的贡献,认为泰勒先生的著作中,首先试图地球大型山系的排列状态,寻找形成机理,也就是泰勒着重地球运动规律性原理的探寻,因此,可以说,在这系列关于地球大陆分布状态古今异同研究者中,绝大多数人(包括魏格纳自己)在于现象本身的模拟解释,而泰勒,更趋向于大陆(移动)变化本质性问题的探究。
第二章:大陆移动论的性质、
与之前关于地质时期中地表变化的流行观念的关系
魏格纳开篇认为,一个奇特并且表明知识不成熟状况的事实,就是从生物学或者从地球物理学角度去研究地球史前状态,却会得出(不同的)完全相反的结果。
地球岩石中岩石残存是一种古代地球某个时期,实际存在状态的一种证据,同样的,古生物化石也是一种类似的证据,有化石标本可以作为证据,没有化石标本,是没有发现还是就没有不是一回事。
其涉及到镭元素对地球热量贡献的问题,认为地球内热来自于地球中放射性物质衰变放热,并且,认为镭的含量最为关键,这是一种错误的认知,地球根本性热量不是来自于放射性元素,恰恰相反,地球放射性元素来自于地球高温高压环境,地球热量与地球大陆移动一样,其动力之源也就是赋能来自于地球自转,准确地说,来源于地球高温高压环境下的物质移动摩擦,也就是地球自转引起的物质运动与地球物质自聚力(及弹性形态保持力-张力)共同作用形成的摩擦生热,是一种太阳与地球引力作用造成的为地球赋能效应。
还有,就是假定地球上的物质在地球自转的作用效应的影响下,依照牛顿力学惯性原理向西运动,这种假设属于一种定律错误引用,其实,地球自转,带动整个地球物质一起自西向东旋转移动,移动的速率大小与物质在地球上的位置有关,更进一步讲,(不考虑大气圈)与其在地球上的位置的纬度有关,纬度越大,速率越低,纬度越小速率越大;与其位置与地球中心的距离有关,距离越大,速率越大,距离越小,速率越小。
从这一章的讨论可以看出,魏格纳讨论问题的出发点,是寻找支持地球大陆移动的证据,也就是寻找地球大陆移动论的证据,而大陆移动论的提出是为了解决两个问题,一个是地球上现在大陆地块的边缘相吻合形态的形成原因,就是猜想它们之间应该具有某种联系,也就是,它们曾经是不是一个完整的陆块,这些陆块是不是移动分开形成现在这样的排布的?另一个问题就是,地球古生物学家发现,地球大陆上的古生物化石分布表明,这些大陆曾经在历史的某个时期,动物们可以自由迁徙,也就是这些大陆之间存在某种程度的陆路连通性,古生物学家称这种连通为路桥,并且一部分人怀疑原来的路桥断裂沉入海底,形成了现在的大陆分离状态,部分生物学家则认为是大陆分离分布状态是大陆移动的结果。
魏格纳则从两个方向寻找支持证据,一个是古生物化石分布;一个是大陆构造形态与岩石分布;还一个就是借助大地测量结果进行验证。他寻找的是依照吻合的边缘线,把分散的地球大陆、岛屿拼合起来,成为自己想象的那个曾经的古大陆的路径和理由,也就是还原那个整体的古大陆演变为现在地球大陆岛屿分布状态的过程,这个过程又满足古生物化石表明的地球古生物在某个时期的全球分布状态。也就是假定大陆是移动的,寻找大陆可以移动的理由和证据,至于为什么可以移动还不是讨论研究的重点,也可以说,不在讨论范围之中;实际上,就是在以地球大陆移动为主线,编写一部地球大陆分布演化断代史,就是地球古大陆开始分裂到形成今天这样的大陆、岛屿分布这段地球大陆岛屿演化史。
魏格纳在地球大陆移动论研究中,根据运动相对性原理,预先假设非洲大陆是静止参照物,其余的大陆、岛屿都与非洲大陆进行位置比对,确定它们移动的距离与方向,问题就出在了这里,看似根据运动相对性原理,运动系中的物体运动与参照物的选择无关,其实,并非如此,如果是一个惯性运动系,也许就是无关,而在一个加速运动系中,各个物体受力的大小、方向受力程度不同,产生的运动状态改变也会大不相同;此种情形里,运动参照物的选择就对研究描述运动系中物体运动变化情况复杂程度影响极大,比如,最典型的情况是,描述太阳系天体组成的运动系时,如何选择参考物的问题,若选择地球为静止点,以此为基点描述太阳及其行星的运动状态的函数就变得极其复杂无序,而以太阳作为参照物,以太阳为静止点,去描述太阳系行星的运动状态的函数就变得简洁有序。
本人认为症结所在:地球运动问题,大陆漂移、地震、火山爆发、大气环流、石油天然气的起源等等,这些都是物理、化学过程与结果的问题,被人为地从应用的方便快捷实用目的,划分为数个分支学科,这样的结果,就忘记了问题的本源属于物理、化学(也是物理)本源问题,这样就会各个分支学科根据自己的喜好、看法、观点、思考、认知的方式和能力,形成针对特定现象的问题给出学科性的各种经验性的权威性总结、理论、规律。
这些学科性经验,是认知事物的一个方面,往往含有偏颇成分,却长久得不到纠正,一传再传就离开事物本性偏远,从而,形成一些误导性的经验、理论,长期被认为是宇宙规律被推崇流传,被当着了认识宇宙时空的基础理论、基础知识,因而使得后来者在探索认知宇宙时空的起步时就偏离了正确轨道……因此,基础科学应该反复思考、总结,去发现以往那些理论是继续有效的,那些是应当加以修正的,……每个分支学科都应该再给出经验、理论总结时,努力给出科学的依据、解释 ,应该与基础理论研究保持畅通的交流,也就是基础科学研究的推广应用与应用科学的经验的基础科学研究总结。
地球动力学问题没有得到解决的关键症结在于问题提出的偏离轨道,就是就现象而寻求现象解释,古动物化石、动物分布;地球大陆形状与地质拼图,这个问题就归结为地质科学了,所有的研究者,要解的问题方程式,就是古生物、古底层、古岩性等等生物学、地质学、气象学问题作为变量,去寻求一个与这些变量对应的动力源。
而将这个动力源与这些变量之间的关系函数却怎么也建立不起来,因为这三个变量学科都是经验、概率学科,而要直接找到一个纯科学研究的结论,构建一个精确的基础科学方程式,并求解出那个动力源之解,似乎就头绪纷乱不清,被各种各样的现象所迷惑、所误导。
古生物学家、地质学家、气象学家给出一大堆观测资料,让地球物理学家、天文学家去帮忙建立数学、物理模型,努力建立一种涵盖满足这些观测资料作为变量或结果的动力源方程。显然,只有两类人在他用心关注研究这个问题:一类人是那些地质学、古生物学、大气科学研究者中的优秀物理学者,在努力求解这个难题;另一类人是那些地球物理学、天文学研究者中优秀地质学者、优秀古生物学者或优秀气象学者们,也在努力求解这个难题。
结果是,这两类人组成的求解都偏离了问题求解的正确轨道,只能说是,简单问题复杂化了,抓不住本质,被枝节问题困扰,无从下手,不得其解。
更不用说,这些研究者中因为私欲名利地位而偏离科学研究轨道滑向非科学研究,伪造科学研究成果、联盟压制真正科学研究成果的情形了。
第三章:大地测量依据
列举了地球大地测量的时间、地点和结果,表明地球大陆就是移动的,并且,一直在移动,从而为大陆移动论提供了一个直接证据,说明了地球大陆移动论的可靠性,地球大陆移动论成立。
大陆移动的连续性、持久性,表明了大陆地块移动动力的充足性、持续性和恒久性,也就表明了,地球动力的非偶然性,是一个与地球起始存在、演化发展、直达未来自始自终伴生的一种动力,也就是地球有一个地球运动动力源。而这才是大陆移动问题研究的本质意义所在。
魏格纳没有将大陆移动论学说上升为如此高度,并且一百年来地球研究也没有人将其提高到如此高度,这就是地球运动动力源研究一直找不到方向的问题所在,就是没有人从地球大陆移动动力的本质性原理去思考去探讨研究。
魏格纳指出,根据移动的测量结果,假定所有的大陆地块的移动的速度是等速度,那么就可以计算出大陆移动的时间,他也指出,这种等速假设,是可疑的,其实这种假设的确是错误的,因为地球上物质的移动速度,主要与其在地球上的位置有关,速度与位置的关系,一是与地球纬度的关系,二是物质与地心之间的距离的关系,还有物质周围物质的存在方式如,与快、慢速运动的大陆板块的位置关系等等;还与其物质性质有关,也就是流动性有关等等,比如固体、熔融体、液体和气体的差异。
关于放射性物质衰变的测定,确定地层的衰变年龄,前提是这个地层的起始是与放射性物质生成的时间有关联的,而放射性物质产生的时间,不是一致的,也就是说,同一种放射性元素,其产生的时间或早或晚,只能测定其在一个地方确定下来之后的时间。
关于以地层岩石中氦的含量计算地层年龄,不知谁创新的做法,其实,这种测年龄的方法就是是猜法,完全没有道理,因为氦主要形成于地幔之中,由地幔到地壳中的裂缝通道与其他地幔物质一起进入地壳,经过反反复复的挪移,在某个相对密闭的空间中存在下来,比如伴生天然气、锂金属等等。
现象罗列,地球大陆是移动的,而且至今一直在移动着的:
1、 格陵兰是移动的,格陵兰科尔诺克岛1922年测得的经度,到了1927年也就是五年变化了0.9个时间秒,也就是每年大约移动36米。测量北美洲与欧洲之间的相对移动,却发现比预期的速率低得多(前面已经说过的大陆地块移动与分散岛屿地块的移动速率是不一样的,碎块受外部影响大,大陆地块受影响小),大约每年1.0米(北美洲到欧洲的距离是在增加,每年0.6-2.4米),也就是两个大陆的相对运动不大,这容易理解,因为这两块大陆基本上以同样的速率自西向东移动,这个测量表明,大西洋的扩张速率,大西洋的宽度大约2500千米,若以每年1.米的速度扩张,大约需要300-500万年(中新世-上新世),也许早期大西洋扩展速度远低于这个速度,澳洲、非洲大陆、欧亚大陆趋近之后,印度洋周边大陆的东进速度明显加快,这是大西洋扩张、太平洋压缩的根本原因。(美洲大陆,欧洲大陆除了前行移动还都有左旋的扭动,如阿拉斯加向南挤压太平洋,欧洲大陆向东南挤压地中海-喜马拉雅山一线)。
2、 定点测量测出来的值主要体现出经度上的移动变化,也就是陆块的东西向移动,而没有反映出纬度上的移动变化。(1、大陆移动主要是自西向东的移动变化,纬度上的移动变化有但是,速率要慢得多;2、天文台的位置也很重要,因为大陆移动,天文台也随着陆块的移动一起移动,所以,天文台测量出来的与某个地域地块的距离的变化,实际上是测量出了天文台所在地块与测量地块之间的相对移动差异,而不是那个地块的绝对移动距离)。
3、 萨宾岛(格陵兰)-大熊岛,陆块每年移动21-11米;法韦尔角-苏格兰,36-18米;冰岛-挪威,18-9米;纽芬兰-爱尔兰,1.2-0.6米;布宜诺斯艾利斯-开普敦,0.2米;马达加斯加-非洲,9米;前印度半岛-南部非洲,0.3米;塔斯曼尼亚-威尔克斯地,0.3米。由以上数据可以看出:格陵兰-欧洲、冰岛-欧洲、马达加斯加-非洲,地块移动的速率最大,它们都是在相近纬度上的大陆与岛屿。马达加斯加相对于格林威治子午线的移动速率很大,每年竟然有60-70米之多,也就是非洲的向东移动每年应该有50米了,由此,可以猜测,地球赤道两侧物质的东进速度大约为30-50米/年,向两极速率递减。
魏格纳认为,大陆移动论对这样的移动,给不出任何预言,因为大陆移动论的出发点就不是讨论地球运动动力学,而是讨论原大陆开裂离散与复原拼接的,所以,依据大陆移动论对非洲大陆东移,对整个地球大陆自西向东移动解释不清楚,感到不可思议也很正常,大陆移动论仅仅是根据大陆形状对现有大陆分布状态、与分布过程的一种描述,没有触及地球运动的本质。
第四章:地球物理论据
魏格纳指出,研究发现,通过地壳的高程测量统计,得到一个奇特的结果,两个高度分布密集出现,一个是0-(100)-1000米较高的大陆台块,占比21.3%;一个是4000-(4700)-5000米较深的大洋海底,占比23.3%;这是地球物理学中,最明显、最直接、最可靠的海拔高度面积分布规律。
魏格纳认为:大陆地块虽然在地表是刚性的,但是,在深处则会显示出柔性可塑性,也就是太阳可以将地球像揉面团一样地揉来揉去,使得地壳符合重力与自转动力需要的塑形;大洋底应该是多样化的,比如大西洋,洋底在纵向上被一条贯穿南北的中大西洋海岭所介隔。这里,关于地壳岩层刚柔并济的分析是对的,但是,魏格纳,因为不理解、更不明了大西洋中分海岭的成因,对大西洋中分海岭的认识是不够的。
由此推断,地球大陆与海底之间存在着一种关联关系,也就是地球大陆在30000-50000米这个深度应该有一个密接面,在这个密接面上,大陆地块可以铧犁式通过,留下的新土充填,这些充填物慢慢上涌,填平修复为新大洋海底,也就是说,大洋的深部区域,应该在大陆移动经过的区域,也就是赤道两侧一个差不多对称的纬度范围内,有大陆地块前行过的海域,方向应该是自西向东有一个深度梯度,那样的话,猜测太平洋、大西洋的深部区域,都应该位于大洋的东海岸附近。而,大洋的中部往往是隆起的,这是正常的。
补充一下,说是铧犁式通过也不准确,应该是大陆地块与其密接的地幔物质一同拉抻式前行,地球地壳被受到自西向东的拉抻,向东延伸,大陆在移动,大陆后面的海洋在变深,因为大陆移动后物质被带走,物质填充需要有个过程,也就是说,大陆移动过去之后,所经过区域大洋洋底成了新形成的深海洋底(部分物质是更深处物质的上涌,大部分物质还是周边物质的抻拉摊薄,所以,海底加深了)。
大洋的大的断裂和海沟,则应该位于地壳板块前行出现大的旋转扭动的交接部位,比如亚洲东部,与澳洲东北部交接带处密布的海沟。深海附近周边一定有相对的高海拔物质海陆地块移动。
是不是可以这样理解:大洋深海海底是大陆板块铧犁式移动通过形成的通道覆盖,是地球上新形成的海底地壳;大洋脊是新生大洋海底继续成长形成的洋底隆起,它们是地球新大陆的胚胎和幼儿;大陆则是大洋脊与大洋海底持久不断的隆升的终极;而海水则是地球地壳形态、压力、温度保持准动平衡态的重要调节物质,也是灵活移动的局部重力补偿物质。
要补充的一点,大陆移动是直观的大陆位置变化表现出来的,而真正的大陆移动是包括整个地壳的,更准确一点,应该是地球全体物质的移动,其总体方向是由西向东移动,物质移动的速率赤道两侧最大,向两极逐步减小,两极点近为零。这种移动速率的不均匀性,就使得地球南北半球物质运动的表现形式略有不同,也就是左旋和右旋的直观表现现象,实际上,都是向前的,准确地讲,是以赤道为界两边近乎一个半圆形向前推进的,半圆形的顶点位于赤道上,两个底角顶点分别位于南北两极,地球物质移动的速率大小与物质质点对应的半圆圆弧上的点向半圆底边作垂线的长度成正比,由于地球物质之间的密接性,它们之间存在着或强或弱的连接、连结关系,这种关系具有一定的可塑性,也就是它们之间的连接存在一定的弹性张力,可以变形,又可以在一定的程度上得以恢复,超过一定的限度之后,就会被拽开不再恢复如初,这就是地球形状的改变与准稳态,而这种改变可以形成地震、火山和新大陆等等。
统计一下,南北纬度三十度之间,地球陆地占有面积有多大,海拔高度平均有多高,青藏高原高达四千米,在赤道两侧对地心的压力有多大,南北纬度三十度范围内,陆海平均海拔高度,赤道两侧南北纬度各三十度内,地球自转的动力是向两极递减的,由赤道上的“一”,到纬度三十度时的二分之一,而从三十度之外向两极,由二分之一,减弱到零。,也就是地球从纬度上可以划分为三个区域,1、赤道两侧南北纬度各三十度;2、北纬三十度到北极;3、南纬三十度到南极。这三个纬度跨度都是六十度,从力量上讲,若总数为二的话,第一个纬度60度跨度区域占数为一,也就是一半;另外两个纬度跨度六十度的区域合起来占数为一,也是一半。这也是天体呈圆球状的原因。,就是地球一赤道分割为两部分,南半球和北半球,赤道两侧范围内的物质含量最大,向两极单位纬度内的物质含量逐步减少,拦腰切西瓜,平行切块,切出来的西瓜块,最为明显。
关于地震与火山,可以统计一下全球,发生的地震与火山时间、位置关系,本人猜测,北半球,地震、火山主要应该发生在每年的5-9月;而南半球则主要应该发生在每年的11月到来年的3月。也就是北半球地震、火山发生在地球公转轨道的远端,而南半球地震、火山发生在地球公转轨道的近端,这两个端点,前一个端点,是地球由减速转变为加速的点;后一个端点,则是地球由减速转变为加速的点,它们都是地球运动发生拐点的地方。
另外,远日点像太阳方向运动,地球是在公转轨道上做加速运动,地球上的物质受太阳引力作用影响,趋向于向北半球北极方向位移,也就是地球物质北移;当地球运行到秋分点时,地球开始减速,地球物质开始趋向与向南半球南极方向位移;地球越过冬至点后,地球开始加速,直到运行到春分点,地球一直处于加速状态;越过春分点之后,地球开始减速,地球物质开始由向南极位移转向向北极方向位移,直到绕过夏至,地球开始加速,直到下一次抵达秋分点,地球物质一直趋向于向北极方向移动。由于地球公转一周约为365天,从春分到夏至约为186.5天,而夏至到春分约为178.5天,相差约8天,所以,总体而言,地球物质,在时间的长河中,趋向于向北半球北极方向移动,这似乎应该是地球北半球大陆面积大于南半球大陆面积的一个原因吧,并且,就整个地球质量而言,北半球的质量也应该略高于南半球,但是南半球的体积应该比北半球略大,也就是南、北半球的地球密度应该略有差异。
魏格纳在书中指出,地球地壳均衡说,为大陆水平可移动性提供了一个直接的特征(就是地壳恢复性上升),也就是均衡补偿运动,证据就在于,斯堪的纳维亚,这里持续维持着约1.0米/(百年)的上升速度。魏格纳认为,这种上升,可以视之为内陆冰盖在1.0万多年以前消融造成的负荷减轻的补偿恢复,魏格纳补充说明,当年冰川最后消息的地方,正是今天可以看到的上升幅度最大的地方(有人认为,这种地区出现重力异常,表现为重力最小的区域),(实际上这里的隆升并非是对冰盖消失物质减少地壳变薄的补偿,而是地球自转运动造成的陆块和整个地壳运动造成的地球形态变异的纠偏补偿)这种补偿是每时每刻都在进行着的,因为地球每时每刻都在自转,都在做自西向东的物质移动,而移动的速率、方向都不均衡,而要保持地球椭圆球形状态,不能因为自转引起的物质运动而发生显著变化的同步纠正补偿,这是地球自转与地球重力共同作用的结果,地球重力可以检测到那里需要加高补偿(隆升),那里需要减低补偿(拉抻)。
魏格纳在讨论地震探测方面取得的资料成果时,总结为,地震研究发展中,通过不同的方式、方法和途径,各自独立地证实了一个事实,就是大洋深海海底基本上都是由与大陆地块不同的物质组成的,大洋深海海底物质与大陆地块深层物质更具相似性(其实,这里有一个显然易见的原因,那就是大洋深海海底物质裂缝空隙应该比大陆地块更小、更加致密,因而其同样成分的话,大洋深海海底构成物质的比重应该比大陆地块要大,更接近大陆地块深层构成物质也就顺理成章了)。
魏格纳在讨论地球地磁作用的影响时指出:地磁研究中,一般地,认为组成深海海底的物质应该比组成大陆地块的物质更容易被磁化,其研究模型假设的前提条件是,用铁板将整个地球海面加以覆盖,获得与地磁场相应的磁力分布;并且,根据这样的模型,很好地对地球磁场分布进行了描述。然而,却没有能够通过计算,从地磁观测结果中推导出大陆地块和深海海底之间的地磁分布差异(研究者认为,深海海底组成物质应该比大陆地块组成物质具有更多的铁质成分,因为普遍认为,地球硅酸盐壳中铁的含量随着深度的增加而增加,并且最重要的一点是,普遍认为,地心主要是由铁元素组成的)。这里魏格纳也提及,磁性会随着温度的增加而消失,也就是越往深处,地球温度越高,也就是说深海海底更深处的物质不应该比上面浅层物质具有更强的磁性(实际上,这个问题,可以通过对深海海底物质进行钻探取样加以解决)。
魏格纳对地球地壳物质构成进行了讨论,通过用取样器从深海海底取出来的岩样观察发现,主要成分跟火山岩成分一致,浮石……,透长石、斜长石、角闪石、磁铁矿、火山岩玻璃体及其分解产物橙玄玻璃碎片、玄武熔岩块、辉石安山岩。火山岩,具有两大特性,一是含铁量高,二是密度(比重)大,普遍认为,火山岩来自于地球深部。有人根据岩石的成分,将主要成分是硅、铝和镁的整个基性岩石序列称之为“硅铝镁岩层”,其主要代表为玄武岩,大洋深部海底基底岩石;而将富含硅、铝的硅酸盐的岩石序列称之为硅铝岩层,其主要代表为片麻岩、花岗岩,主要的大陆地块基底岩石。(这里有个疑问,就是硅铝岩与硅铝镁岩它们的元素成分到底是怎样的,按道理讲,上部的硅铝岩中应该富含镁元素,然而,恰恰相反,而是,下部的硅铝镁岩较上部的硅铝岩含有更多的镁元素,这种异常的原因是什么?是不是上部的硅铝岩是早期的硅铝镁岩的变异岩石,也就是原来岩石中的镁元素部分地流失了,留下来现在镁元素含量少的硅铝岩,也就是说,硅铝镁岩是硅铝岩的过去时,而硅铝岩石是硅铝镁岩的将来时,这应该很容易得到验证的)。早期的含镁量应该更高,而不是反过来,新生成的岩石含镁量高于早期新生成时的上层硅铝镁岩石的含镁量。
有一点是肯定的(本人没有证据),硅铝镁岩层主体应该是基性或超基性岩石,比玄武岩基性强得多,所以,玄武岩也应该是硅铝镁岩层的上部物质,也就是顶部岩石。
魏格纳对地球内部构造结构进行了讨论,也就是地球大的构造结构划分。地质学家普遍认为,大陆地块花岗岩之下紧接着的是玄武岩,只是花岗岩与玄武岩之间的交接界面在什么位置含糊不清。
本人认为应该考察一下花岗岩与玄武岩的受热情况,就是了解一下多少温度时·,花岗岩依然是固体的,玄武岩却已经变为非固体状的(这里的非固体状包括两种意义一种是真正的温度引起的流动性变化,一种是温度和压力条件下物质流动性的改变),高温高压情况下,岩石变的柔软起来,成为(固体易形变)的物质。
魏格纳反复指出,许多人认为,地球是刚性的,其实,地球不是刚性的而是柔性的,就太阳与地球之间的作用而言,地球要比万吨水压机下的钢锭柔软得多。地球形变弹性或刚性系数为2.0*10^11千克/(米.秒^2)。大陆地块移动的速度与地球硅铝岩层、硅铝镁岩层的岩石物理特性有关,也就是它的弹性形变系数、粘性系数有关,也就是变形系数与变形复原的性质有关。变形力来自于地球自转,恢复力源之于地球物质聚合重力,这两种力对地球物质共同作用的结果,就是地球的物质移动与地球良好形态的动平衡保持,也就是自转打破了原有的形态,重力修复为动平衡下的新的状态,而这种变动与修复,似乎于一种悄无声息的配合中完成的,但是,偶尔却会有大的动静产生,惊天、动地、吓人,这就是龙旋风、飓风、地震、海啸、火山喷发,大地断裂等等情形的出现,这也很正常。
魏格纳认为,地球对于周期力(如地震、断裂、火山爆发)表现为刚性弹性体,这种形变为刚性弹性形变,这种时候流动性不表现出来;而对于持续漫长地质时代的力,肯定表现为柔性流动性,发生的形变为柔性流态形变,比如地球总体形态的椭球形塑成就是地球柔性流动性的体现。同时,魏格纳感叹:刚性弹性形变与柔性流态形变替代转换的时间界限在哪里呢?无从知悉,有一点是肯定的就是,取决于岩石的粘性系数。
这里魏格纳弄错了一个问题,就是地球的刚性与柔性的取决于观察地球的尺度,也就是它前面已经说过的,在一个较大的尺度上考察地球的刚性柔性,它一定是柔性的;而在一个较小的尺度上考察地球的刚性柔性,它应该则是刚性的;也就是说,所谓的地球刚性、柔性,主要在于考察的地球空间的尺度,而不在于地球的时间尺度。这一点应该不难理解,因为地球体积很大,其内部处于熔融状态,自内向外温度递减,也就是地球物质从地幔向外温度梯度为负数,也就是由内向外物质的流动性慢慢减弱,不考虑大海海水,那么,地球壳层的的流动性最差,然而,地球百分七十的球壳海水覆盖,所以,整体而言,地球的内外部都是一个柔性体,也就是形体可变的。
魏格纳一直以为,地球地壳相对地核向西漂移,并且,当岩石层粘度增大,摩擦力增大时,地壳向西漂移速率减弱;当岩石粘度减小,摩擦力减小,地壳地表向西运动速率增大。
第五章: 第六章:第七章(略)
第八章:关于大陆漂移和地极漂移的基本问题
魏格纳给出了大陆移动论的较为准确的定义,是大陆之间的相对移动,也就是,地球地壳大陆某些地块相对于任意选定地块的移动。指出,之所以选定非洲大陆地块作为基准大陆(假设它是不动的),就在于,它是当时原始大陆的中心,如果为了考察某个地块的移动情况,把非洲大陆设为坐标系的中心,似乎很有方便之处(然而魏格纳忽略了一个问题,就是地球表面是个圆球面,而不是一个平面,而地球的转动运动,地球大陆地块的移动是非均质的,也就是有的快,有的慢,有的直线,有的曲线,等等,会使得非洲大陆地块作为参照系,研究地球地壳大陆移动的描述,变得极为复杂,难以找到其简洁的表现形式,也就是不容易给出直观明显的规律,这也就将寻找地球大陆地块移动的动力求索,带偏了方向)。
魏格纳指出,为了摆脱选择坐标的任意性,似乎应该将大陆移动定义为均衡的大陆移动,也就是考察全体地球地壳大陆地块移动情形下的大陆地块之间的相对移动情况。但是,魏格纳认为,要确定地球大陆地块相对于整体地壳表面的移动测量,将是很困难的,一时还做不到。
魏格纳认为,大陆移动论要研究的就是大陆地块移动的真实性,所以,假定非洲大陆是静止的,美洲大陆是移动的,就是向西移动的;与假定美洲大陆地块是静止的,非洲大陆地块是移动的,是向东移动的;还是假定美洲大陆地块与非洲大陆地块都是移动的,美洲大陆地块与非洲大陆地块是相对分开移动的,对于确定大陆移动论的证据来说,都是一样的,也就是只要能够为大陆移动论提供论据,就可以了,在这一点上,设定一个静止参考点(比如非洲大陆地块),还是没有问题的,并没有妨碍论据的获得。
魏格纳同时指出,大西洋中部大洋脊表明,自那里起非洲大陆地块的确是向东移动的,与非洲相比,美洲大陆和大西洋洋中脊都是向西移动的,并且前者的速度是后者的一倍;而与美洲大陆相比,则大西洋洋中脊与非洲都是向东移动的,后者(非洲大陆)比前者(大西洋洋中脊)快一倍。魏格纳认为,根据运动相对性原理,这些说法,表达的问题是一致的,仅仅是静止点的选择问题而已。
但是,问题并非如此简单,这里自然地,就出现了一个问题,也就是,假如选取大西洋洋中脊作为静止参考点,那么,大西洋两岸就都处于大西洋扩张的运动之中了,也就是,大西洋西岸向西移动,大西洋东岸向东移动,这样,就出现了一个大西洋扩张的动力问题,只能以大西洋洋底上涌来解释,显然,这种描述还是存在问题的,也就说,大陆地块移动不是一个简单的地块相对运动,而是一个更广泛意义上的地球地壳大陆地块移动,这个运动的动力是持久恒定地推动者地球地壳大陆地块移动着。
魏格纳承认,关于假定非洲大陆为静止点,对地球大陆移动的定义,丝毫没有说明地球地极或者地球大洋海底基底的位置变化,也就是说,举证大陆移动论据的时,不需要考虑那么多深奥的问题,只要能够证明地球大陆是移动的,就够了;而要讨论地球地极的位置变化,讨论研究大洋海底基底的变化就不能那么简单地定义了。就是说,地球大陆移动的概念,与地球地极及地球大洋海底基底位置的变化的概念,不是一回事,需要分开加以讨论。
地极漂移是一个地质学概念,而地质学家考察地极变化的依据,就在于研究以前某个时期地极曾经所在的位置,与现今所在位置之间的位移关系;而确定地球早期某个时期地球地极曾经所在位置的依据,则主要是根据在地球地表可以观察到的气候证据化石来判断,也就是地极漂移的概念总是与化石证据所在地球地表处相关联,因此,就将地极漂移定义为:地极在地表的漂移,也就是地球纬度圈系统相对于整个地表的转动(它是一种地球转轴顶点,极点,在地球地表的轨迹);当然,也可以反过来讲,是整个地球地表相对于地球纬度圈系统的转动。
魏格纳认为,地极漂移从地球物理意义的角度观测不到这种漂移,他认为,地球物理学对地极漂移给不出物理意义揭示与解释(显然,魏格纳并没有从本质上理解地球地极漂移、大陆漂移的原因和动力也是如此—它们都是地球自转引起的切线作用力与地球物质内聚力重力共同作用的结果,地球自转是地球运动的主动力源,另外,地极漂移应该与地球公转有关,还与太阳系公转有关,因为地极南极到北极轴线指向与太阳的公转轨道有关,所以,地极变化漂移,与地球在太阳公转轨道上位置有关,自转轴指向有关)。
这种转动,当然必须围绕着一个与地球自转轴偏离的轴进行才能起作用。(地球两极漂移的原因在于,由于地球自转引起的地球物质移动速率不同,最终,地球物质在地球自转轴上的角速度也变得不同,也就是地球赤道附近物质的自转速率、自转角速度,都大于两极,也就是,赤道附近每天自转周期是24小时的话,地球两极自转的周期却总是大于24小时,也就是地球有一点拧巴,这种拧巴,就通过地球重力与地球自转动力共同作用的,均衡调节,以地极位置漂移的形式变现出来,使地球的形状得以保持。因此,今天的地球已非昨日地球,这种不同不仅仅是时间上的不同,而是时间、形状上完全不同了。
魏格纳提供的地极漂移速度测量数据,为12-16(厘米/年),120-160(千米/百万年)。地球地壳漂移和地壳(地极)旋转,应该理解为地壳相对于基底的运动,也就是地壳表面的直观显示出来的迹象,而不是地球整体形变的全面反映,这些迹象显示可以定性地判定地球地壳的移动、旋转及其方向,但是,尚不能对其进行定量研究分析。根据地壳旋转的迹象判断北半球地极旋转指向西方,也就是顺时针方向旋转。
地球极性主要表现为内部物质的趋向准稳态,也就是电偶极子的指向,北极为S极,南极为N极。
魏格纳一直认为,设非洲板块静止了,非洲大陆东边的岛屿都是向东移动的,而亚洲东部的岛屿则是向西移动的;同时,发现有些大陆地块向赤道方向移动。
阿尔比斯山脉向前推进,左旋向赤道方向偏移,亚洲东部向前移动,还向左旋向中国的东北方向有牵拉,所以造成了爪哇到附近的海沟、从菲律宾到日本海的大断裂;而澳大利亚与新几内亚陆块的东移右旋则造成了新几内亚北部的海沟、南部的山裂、海沟。
魏格纳认为,欧洲有一个向西南方向的漂移,也就是一个向西的移动分量,和一个向南移动的分量(这里,实际上就是非洲大陆向东移动的速率大于欧洲大陆的移动速率,其实,也就是欧洲大陆地块也是向东移动,并且有一个向南移动的分量,也就是向东前行并且左旋—这是本人理论在地球上应用的的基本推论)。
魏格纳认为,地极漂移(转动)涉及到地壳整体转动,根据观测结果发现,地壳整体转动的方向是向西转动,并且,他认为,这样的转动应该在地球表面的面貌上体现出来,也就是说应该有向西的拉抻痕迹,然而,却找不到这样的痕迹。他把地壳地块(分地壳)向赤道移动的分量、总地壳向西(旋转)漂移,称之为地极逃逸力、潮汐力和岁差力。但是,他认为总地壳(旋转)漂移无法得到理论解释,也就是,极地漂移找不到解释了;有人建议,将内部轴线移位来解释地表地极漂移(之所以用地球内部轴线移位,就是为了将它与地球在宇宙中的天文轴线移位区分开来;其实,它们之间有着千丝万缕的联系)。
魏格纳指出,为了证实地表地极漂移,是由地球内部轴线移位造成的,地球物理学家,包括当时著名的物理学家,从理论计算、理论判断都给出了否定性的答案;而地质学家们,又没有能力对物理学家们的理论计算、判断依据进行审查,轻信了他们的错误结果。
魏格纳为了进一步讨论这个问题,引入了他人对地球的形体进行的三个假设,并针对每一种假设给出相应的分析讨论,一种地球是刚体的,也就是形体保持不变;一种是流体的,随时都在改变;一种是在较小外力作用时,是刚体的,当受到外力作用超过一定的限度时,就成为流体的。
应该说,地球不属于这三种假设中的任何一种,地球是一个柔性体,它在外力的作用下,能够发生形变,而其柔性中的弹性张力又使其努力地保持着形体不变,二者的综合就是地球持续不断的形变与形变恢复,而形变的作用结果,大于形变的恢复,也就是每时每刻,地球都在发生绝对的形体变化,大陆地块漂移、地极漂移,都是这种形变的一种体现。并且,地球的形变与恢复有两种作用力都在发挥着作用,一种是重力,一种是太阳对地球的引力。当引力对形变起主要作用时,弹性张力则起到阻止形变的作用,重力则起到固定形变的作用,而当重力对地球形变固化之后,太阳对地球的引力作用,通过自转的赤道效应又将固化的地球形变进一步改变,比如,使得地球物质向南半球移动,然后又使其向北半球移动等等,也就是太阳对地球的引力作用,使得地球的形体变化处于一种大周期的谐振过程之中,而这种谐振又不是简单的重复,而是在一个新的起点上的过程重复。
地极的漂移,一方面是地球自转引起的移动速率在地极与赤道之间存在很大的差异,远低于赤道两侧,地球被太阳拉抻形成一个惯性轴,而地球不被拉抻时有一个自转轴,惯性轴与自转轴之间的关系问题,就是地球地极与地极漂移的问题;一方面是地球公转引起的地极与赤道之间的位置关系一直在改变(岁差?)。
第九章: 移 动 的 动 力
魏格纳开篇讲:大陆相对移动的依据和论证,纯属于经验性的,就是将大地测量、地球物理、地质、生物、古气候等等各种迹象加以综合考量来论证的,这种论证属于间接论证,是一种综合归纳,而没有给出大陆相对移动的具体过程,更没有论证这种移动的原因和动力。
这种综合归纳法,在自然科学研究中,是经常应用的,是探寻事物规律所必须走过的重要路径,这也是自由落体运动、万有引力现象得以将日常、天文观察结果,通过归纳总结,上升为定律,进而演绎表达为数学表达式的基本方法、正常过程。
魏格纳指出,大陆移动论的“牛顿”尚未出现,因为这个理论还很年轻,许多现象、资料需要要进一步补充、分析、研究和归纳总结,找到一个正确的规律性结果,虽然这个过程时间长短未知,但是,既然大陆移动是一个铁定的事实,那么,这个“牛顿” 就一定会在某一天出现的。
大陆漂移、地壳漂移、地极漂移与地球自转轴的天文学移位等等问题,应该是相互关联的问题。
魏格纳认为,对于这些关联问题,只解决了一个分问题,解决了“动的问题”,明确了大陆是漂移的,知道了移动的存在,就可以针对这些移动,去追问,为什么会有移动、怎样移动及助推着这些移动的动力来之于哪里等等问题了。“地壳漂移指的是大陆地块对于其他基地的运动,大多数情况下,这种运动应该理解为是由作用于大陆地块引起其移动的力直接作用的结果,而这种力对大陆地块下面的物质几乎没有或完全没有作用。”
魏格纳这里的理解是错误的,实际上,作用于大陆地块并推动其漂移的力,同时也作用于大陆地块下部的物质,这个力作用于整个地球全部物质之上,只是其作用引起的移动速率与这些物质所在的位置不同而不同而已。并且,大陆地块与其下方的物质一起自西向东行进,部分地块的前行还附加看似一定规律的旋转,其实那是由于同一经线上的移动速率因为纬度不同而不同造成的结果,这个作用力,就是太阳对地球的万有引力,通过地球自转体现出来的,对地球大气、海水、地壳、地幔、地核,地球上的所有物质,都施加同一种作用力,只是由于物质所处的位置、形态不同,呈现的作用效果略有不同而已。
就位置而言,赤道附近作用效果最为显著,偏向两极,作用效果逐渐减弱,两极近于零;就物质的形态而言,气体、流体、准流体、固体,受力引起的移动效果大不相同,由于流动性好,作用力引起的漂移位移应该大于流动性差的固体,但是,从可观察可记录的证据保留上看,固体物质对漂移的记忆更为明显。
魏格纳指出,证实大陆地块漂移、大陆地极漂移的大量事实,可以直接观察测量的就是全球图景中,各大陆地块的向西漂移,古老时期的极逸离(地极偏移漂移),需要复原古地极以往的位置(漂移轨迹)才能正确地显示出来,目前根据极地地区大陆地块的裂离以及在赤道附近的推挤,隐隐约约地展示出来。
这里,魏格纳认为极地地区大陆地块的裂离是由于极逸离力作用引起的,也就是,又杜撰出来一个作用力,极逸离力(魏格纳将其定义为作用于地球各大陆地块之上,使大陆地块相对于基底向赤道附近漂移的力,因为这个力使得地球由圆球体,变成了椭圆球体)。
魏格纳提出的这个极逸离力,使得所有的地球物理学家误入歧途,为·寻找这个力的产生原因,计算这个力的大小,得出结论,地球自转引起的作用力,在地球上连一个高度超过20米的隆起都造不出来,而这个结论到目前已经流行了100(1912-2022)多年,并且被写入教科书,被地球物理学家、天文学家们奉为圣典结论,不可怀疑,更不能撼动(造山运动的力来源于太阳对地球的拉抻以地球自转的形式体现出来,和地球大陆物质的推挤)。
魏格纳指出,对大陆移动驱动力的这个问题的研究,除了对极逸离力做了充分讨论外,其他的力尚处于起步阶段;同时指出,尽管尚且不知大陆移动的主驱动力是什么力,但是,有一点是肯定的,就是大陆移动的推动力与引起大陆大褶皱山系隆起的力属于同一种力,而且,大陆移动、断裂、推挤、地震、火山、龙卷风、台风等等作用,海陆交替、地极漂移都处于同一个范围甚广的因果关系之中。
至于什么起因、什么发挥作用、如何产生作用,需要时间给出答案(这里魏格纳含糊了一个问题,就是他没有说明白,大陆漂移、地极漂移等等这些地壳运动是一种地球持续不断的运动,还是地球某一阶段性的运动,若从他对原完整大陆漂移分化为大陆地块的研究判断,魏格纳一直关注的就是这一地球断代史,也就是没有把大陆漂移与地极漂移作为地球产生、演化的基本规律现象,更没有上升为宇宙天体运行的基本规律之一,即地球自转是地球大陆移动、断裂、推挤、地震、火山、龙卷风、台风等等作用,海陆交替、地极漂移一切地球活动的动力之源;进一步,天体自转是一切天体体貌形态的塑形者)。
魏格纳(由于将非洲大陆假设为静止参考系,球面动力系统选定了一个平面动力系统静止系,所以),一直纠缠于欧洲大陆、南北美洲大陆的向西漂移,而没有考虑一下非洲大陆的向东漂移,而且,这种漂移的速率远大于地球其他各处(澳洲除外)的漂移速率。显然,若把非洲大陆向东漂移作为整个地球大陆移动的起点加以考虑,那么,非洲大陆与欧洲大陆的联动性与速率差异就显而易见了,并且,观测比较一下南部非洲与欧洲大陆向东移动速率的相近性、南部非洲和欧洲大陆向东移动速率跟非洲中、北部大陆向东移动速率的差异性,就很容易发现:大陆向东漂移的速率主要与赤道有关、与维度有关;而大陆移动在经度延伸方向上速率很低。这样就找到了,地球大陆移动的概貌式图景,也就是整个地球大陆、大陆基底全部自西向东漂移,同一经线上,赤道附近大陆地块向东移动的速率最大,自赤道起,随着南北纬度的增加,在这些纬度上排布的大陆地块,自西向东移动速率逐步递减,越来越小,南北两极趋向于零。
补记:今天辛丑(牛)年腊月二十九,除夕,经过一段时间边读边记,魏格纳《大陆与海洋的形成》基本读完了(一些章节忽略,主要原因是超出了我关注内容的范围,那些是一些细分专业内容),这项工作到此告一段落(38页)。
明天壬寅(虎)年正月初一,春节,新年开始。
(本文内容首次公开,许多观点都是本人独创性思考总结,引用时请注明来源,谢谢)