全文搜索:
加入收藏 | 联系我们
当前位置:首页 >  科学博览 > 生存环境
大陆漂移曾遭质疑 40年靠古地磁学翻身
作者:日照科普网  点击次数:1728  发布时间:2015-12-30 10:36:06

  《三国演义》中第一句话写到:“话说天下大势,分久必合,合久必分。”这是对我国历代封建王朝政治局面的写照。其实,大陆漂移离合的过程,似乎也可概括为“分久必合,合久必分。”

  大陆漂移是一个古老的话题。早在1620年,英国哲学家弗朗西斯·培根就在地图中观察到,南美洲和非洲相邻一侧的形状可以完美的衔接在一起。然而可惜的是,他仅仅提出了想法而没有科学地探究下去。

  直到300年之后,年轻的德国气象学家魏格纳从地貌学、地质学、古生物学、古气候学等多门学科不同角度进行了严格的论证和考察,发现了一批重要证据,并在1912年提出了革命性的大陆漂移学说。

  魏格纳留意到非洲大陆西岸和南美洲东岸的海岸线很相似,因此推测大陆原本是相连的。以此为起点,魏格纳投入到大量的搜集、分析、整理证据工作中。1911年,魏格纳在马堡大学图书馆读到一篇奥地利学者修斯(Eduard Suess)有关冈瓦纳大陆(Gondwanaland)的文章,魏格纳注意到这篇文章中列举的一些反映古气候信息的沉积物分布位置与现代全球气候带分布模式不符。从此开始,他收集和整理全球各地各种古生物化石、沉积物和地层资料,并进行古气候分析,从中得出了对大陆漂移的认识。1912年1月,魏格纳在一次学术报告上首次提出了“大陆漂移”的观点。

  在研究过程中,魏格纳认为,在石炭纪以前,北方的劳亚古陆与南方的冈瓦纳古陆原是连成一体的,它们组成了一个巨大的陆地,被称之为联合古陆或者泛大陆。后来,由于月球潮汐力和地球自转离心力的影响,伴随着地震和火山,联合古陆发生破裂和漂移,日积月累,经过近3亿年的漫长岁月,终于形成现代的海陆分布。

  尽管该学说成功解释了许多地理现象,如大西洋两岸的轮廓问题;非洲与南美洲发现相同的古生物化石及现代生物的亲缘问题;南极洲、非洲、澳大利亚发现相同的冰碛物;南极洲发现温暖条件下形成的煤层等等。但它有一个致命弱点:动力。根据魏格纳的说法,当时的物理学家立刻开始计算,利用大陆的体积、密度计算陆地的质量。再根据硅铝质岩石(花岗岩层)与硅镁质岩石(玄武岩层)摩擦力的状况,算出要让大陆运动,需要多么大的力量。物理学家发现,日月引力和潮汐力很小,根本无法推动广袤的大陆。因此,大陆漂移学说在兴盛了十几年后就逐渐销声匿迹了。

  20世纪50年代,古地磁研究在英国可谓是盛极一时。有两个研究小组分别由物理学家布莱克特以及地理物理学家朗科恩领导,他们通过精密的仪器,测定了一大批岩石的化石磁性。通常把测得的成果在几千年或几万年期间加以平均,就可以得出某一时代的岩石标本所在地的古纬度和相应的古磁极的位置。

古地磁为研究大陆漂移提供有力的证据

  曾有学者把岩石比作录音机,地磁场比作歌唱家,岩石在形成的时候就记录下了当时的地磁场的相对磁场强度和磁场方向,地磁场就如生物化石一样被保存在岩石当中。通过对古地磁的研究,就可以恢复当时地磁场的相对强度和地磁场的方向,进而为研究大陆漂移提供有力的证据。

地磁场就如生物化石一样被保存在岩石当中

  根据欧洲大陆和北美大陆岩石测出的两条磁极迁移轨迹。这两条轨迹相交于一点,随着时代变老,两线偏离越远。为了要把北美的极移轨迹挪移到欧洲那条轨迹上去,使他们重合在一起,必须把北美大陆随着时代变老逐步地向东退,直到中生代初期要向东退回20多个经度。这时,北美大陆正好与欧洲大陆相互贴合,其间没有大西洋的位置,这就恰恰恢复了魏格纳漂移说所提出的联合古陆的情况。因此,古地磁学为大陆漂移学说的提供了有力证据之一。

  魏格纳的漂移说认为非洲、南美洲、印度、澳大利亚和南极洲在古生代是连着一起的。所以如果把这些大陆拼合在一起,标出由这些大陆岩石所测得的古生代极移轨迹,这些极移轨迹大致是重合在一起的。根据南美洲和非洲等大陆岩石测出的古生代极移轨迹大致重合,证明它们在古生代期间确实属于同一大陆地块。中生代以来,随着个大陆四散飘开,各大陆的极移轨迹也就分道扬镳,各奔前程了。这就令人强烈的感到,魏格纳并没有错,而正是那些反对他的人错了。

  至1960年,布莱恩特等已经掌握了相当多的古地磁资料。他们证明,近5亿年来,大陆以不同的速度向南向北移动了颇大的距离,并转动了较大的角度。据计算,大陆移到的速度可约达每年数厘米。1962年,朗科恩还编辑出版了一部题为《大陆漂移》的论文集,他希望该书能促使科学界对这个被遗弃的漂移论重新。

  说来也有趣,魏格纳的大陆漂移说首先是遭到了大批的地理学家的攻击以致逐步凋落;而50年代末,恰巧是由于地球物理学家努力,长期跟岩石标本打交道,埋头于化石磁性的测定和研究,让大陆漂移说再度走回科学界的视野,用古地磁资料完全独立的证实了大陆曾经漂移过。

  值得一提的是,剑桥大学的地球物理学家布拉德,他不但在地磁研究上很有造诣,而且成功的完成了大西洋的两缘大陆轮廓的电子计算机拼花,为验证大陆漂移说提供了形象的证据。(来源: 科普中国)


【回顶部】 【打印本页】 【返回】    
科普热点
最近更新
关于我们  |  联系我们  |  设为首页  |  加入收藏  |  网站访问量:2132