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02(第2页)

科学家研究还发现,岩石不但具有现代磁性,还有更微弱的古代(即岩石生成时代)磁性,简称古地磁。而且,古地磁也有自己的磁场强度与磁场方向。更令人不解的是,古地磁与现代磁性根本不是一码事,不但数值差别很大,有时甚至与今天的磁场方向完全相反。

这个现象说明了某一个地质时期,地球磁场发生过方向倒转的现象。说得明白一点,就是原来的北极变成了南极,南极变成了北极,而且每隔若干年就要倒转一次。这是地球科学发展中一个划时代的发现。随着研究的进一步深化,科学家们最后竟把最近400万年以来,地球磁极极向序列图谱建立起来。打开那张地球磁极序列图谱,我们可以看到,在最近400万年间,曾经发生过17次地球磁极倒转事件,持续时间最长可达近50万年,最短的只有3万年。

第二次世界大战后,科学家把古地磁研究引进海底岩石的测定。这时,又一个有趣现象出现了:当人们载着地磁仪,做横穿大西洋的航行测量时,从记录纸上看见,以大洋中央山脉(后来,科学家们称之为“大洋中脊”)为轴线,东西两侧的岩石古地磁极极向序列呈非常规则的对称性。

大洋中脊,是世界上最长、最宽,也是最为宏伟的山系,它的总长度约63000千米,广泛分布在世界所有的大洋中。在对大洋中脊进行调查的过程中,人们发现,中脊的中央部位是一条深深的海谷,海谷中的岩石年代最新,离中脊越远,岩石的年代越古老。在大洋底部,即使最古老的岩石,也没有超过1。3亿年的。其他大洋也找到类似的情况。

法国科学家、海洋探险家勒皮雄对海底扩张学说做了重要贡献。他给地壳划出8个板块。20世纪70年代,为研究板块移动的奥秘,他曾经乘坐单人深潜器,下潜到大西洋数千米以下的大洋中脊的峡谷里。他亲眼观察到那里的地壳正在裂开,裂缝中,炽热的岩浆无时无刻不在流淌着,那里还有一些10米多高的奇怪的“烟囱”,从烟囱里正在向外流出黑色的含有硫等矿物质的**。

根据上述事实,科学家们猜测,大洋中脊一定是新地壳产生的地方,也是地壳移动的“起点站”。从这里出发,大洋地壳裂开并向两侧移动。在裂开的同时,地下岩浆涌出,填充在中脊裂谷底部。在新地壳形成的过程中,不断地受到磁场转向的影响,于是便产生了上面我们提到的与大洋中脊相对称的古地磁序列。离中脊越远,岩石年龄自然要老一些。人们把上述看法,称之为“海底扩张学说”。

当然,海底地壳的移动并不是一直持续下去。当地壳在移动中到达大陆边缘时,洋底地壳便向下俯冲,深入地球的内部,于是就形成了深深的海沟。大洋地壳的移动也带动大陆移动。如果两个大陆地壳发生碰撞,彼此相互挤压,就会形成高大的山脉。板块学说认为,世界陆地上几乎所有的庞大山系都是这样形成的。

科学家们研究发现,地球上的地壳可以划分成一些大的块体,称之为“板块”。有所谓的六大板块,或八大板块等。这些板块彼此做相对的、缓慢的运动,它们之间彼此分离、衔接、碰撞、俯冲,最后形成今天地球的海陆分布大势。以上所介绍的,称之为“板块学说”。

从大陆漂移到海底扩张,再到板块学说,这是本世纪以来地球科学一个最重要的研究成果,也可以说是人类认识历史上的一次飞跃。

如此说来,魏格纳的大陆漂移说已经尽善尽美,无可指责了?完全不是。毕竟我们生活的地球实在太大了,而我们对它的研究还远远不够。除了我们下面要专门谈到的板块移动的原动力没有解决以外,下面还列举一些令世界所有的地球科学工作者们头疼的问题:

我们知道,板块学说是从海底研究开始的,所以对有关海底本身的问题研究得比较细致,而对于大陆地壳却缺少深入研究。面对大陆板块更悠久的历史和更为错综复杂的结构,板块学说就显得苍白无力,无从下手。板块学说只能解释中生代以来的板块移动,而大陆上的地壳有的年代十分久远,给我们留下复杂多样的岩层。对于地球形成几十亿年以来的地壳变动过程,板块学说还不能给以满意的答复。

板块学说注意板块形成的发源地——大洋中脊以及各大板块之间的接触带研究,并给予比较科学的、令人信服的解释,可是大陆内部依然存在着许多地壳运动,是一个十分活跃的地区,而对于这些地区的各种地质现象,板块学说显然没有什么有力解说。

即使研究得比较充分的洋底也有一些令人棘手的问题,比如板块俯冲角度,有的平缓,有的几近垂直;大洋中脊上转换断层(出现在大洋中脊两侧的互相错动的断层)产生的原因等等,都叫人迷惑不解。

地球“七巧板”

地球表面的岩石圈是由无数个板块组合而成的。

“板块”作为地球科学的一个重要术语,是加拿大著名学者J·T·威尔逊提出来的。威尔逊并未受过严格的地质学或者地球物理学训练,而是一个物理学家。可是,这位“外行”(请注意,大陆漂移说的创始人魏格纳也不是地质学或地球物理学出身,而是一个气象学家)在观察和研究地壳和它的运动时,却有其独到之处。他研究大洋中的转换断层时发现,地球表面存在着一个彼此连接、绵延数万千米的活动带网络。它的存在将地球表面岩石圈划分为若干个大小不一的刚性地壳块体。威尔逊把这些刚性板块形象地称做“地球盖板”。

威尔逊注意到,由于地球表面是个曲面,因而地球盖板或者叫板块是弯曲的,而且块头都大得惊人。单个地球盖板的面积常常达数万到数百万平方千米以上。但板块的厚度却很小,尽管也在几十千米到200千米之间,但相对于板块横向尺寸以及6370千米的地球半径来说,仍然是很薄的一层,所以称之为“板块”是十分形象,也十分恰当的。

由“板块”发展成所谓的“板块构造”,是指地球表面岩石圈板块破裂成若干块体,彼此之间相互作用、相互推移形成的构造。

我们生活的地球表面,犹如一个由大小形状不等的板块镶嵌起来的巨大无比、色彩斑斓的球形“七巧板”!

那么,我们的地球上有多少板块呢?

回答这个问题实在不容易。一位名叫勒皮雄的法国人早在20多年前给了我们一个粗线条的答案:6个。即太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印澳(度)板块与南极板块。后来,人们觉得勒皮雄的划分过于粗糙,就把美洲板块细分成北美板块与南美板块,把印澳板块细分成印度板块与澳洲板块。这样地球的板块就由最初的6个增加到8个。

八大板块还不能全面地概括板块构造的全部内容。于是又有人增加了14个更小一点的板块,它们是阿拉伯板块、婆罗洲板块、加勒比板块、加罗林板块、科科斯板块、印度支那板块、戈达板块、华北板块、纳兹卡板块、鄂霍库次克板块、菲律宾板块、斯科索板块、索马里板块与扬子板块等。但地球表面这么大,所生成的板块何止这几个或者20几个!随着科学研究的深入,一定还会找到更多的板块。

在地球表面寻找板块的关键,在于找到板块与板块之间的边界线。

大洋底的板块边界比较容易识别。遍布在大洋底部的大洋中脊是两个板块彼此互相分离的地方。海沟是一个板块俯冲到另一个板块下部的地方。近三四十年来,人们对于大洋地壳研究有了长足的进步,这些地方几乎毫无例外地都是两个板块的边界。

确定大陆上的板块边界遇到不少困难。其中最明显的例子是,印度板块与亚欧板块的边界。过去学术界一直认为两大板块的边界在喜马拉雅山一线,那条平均海拔高达6000多米的世界最年轻的山脉,就是两大板块相互碰撞挤压形成的。经过长期对青藏高原的研究,中国科学工作者发现,虽然喜马拉雅山是印度板块与亚欧板块相互作用的结果,可是,印度板块与亚欧板块的边界线并不在喜马拉雅山,而是在该山以北中国境内的雅鲁藏布江。当然得出这个结论是有大量科学证据为后盾的。

一些超大型板块的范围可能是陆地,也可能是海洋,还有既包括陆地,也包括海洋的板块,这也增加了板块边界确定的困难。比如,太平洋板块与北美板块的分界线在北美大陆西部临海的一条断裂线——圣安德烈斯断层上,也就是说,太平洋板块除了包括太平洋以外,还包括北美洲西海岸圣安德烈斯断层以西的一条狭长陆地与加利福尼亚半岛。

另外,南美板块既包括南美大陆,也包括大西洋中脊南部以西的大西洋部分;北美洲板块既包括北美大陆,还包括大西洋中脊的北部的以东部分,另外,科学家们指出,亚洲西伯利亚最东端和楚科奇半岛也是北美板块的一部分。

据中国科学家们研究,华北板块与扬子板块是世界学术界公认的两大板块,它们的边界线在中国安徽大别山一线,扬子板块从南向北缓慢移动,已经深深地插入华北板块之下。

上面我们说到的北美西海岸附近的圣安德烈斯断层,是一种比较独特的板块边界。它既不像大洋中脊那样,两侧地壳彼此分离,也不像雅鲁藏布江那样,是两大板块相互碰撞的结果。两大板块在这条大致呈直线型的断层线上左右平行错动,或者叫滑动。这种断层的滑动结果,常常给当地带来破坏力极强的接二连三的地震。

总之,确定地球板块范围与分布一直是地球科学家和地质学家们十分注意的课题,也取得了许多科学成果。因为科学家知道,只有弄清这些板块的位置与它们之间的相互关系,才能最后解决地壳活动的种种难题。但是,这个工作从20世纪60年代以后才逐渐开展起来,中国科学家们的工作还要晚一些,所以最后弄清地球板块全貌还有待时日。

陆地板块相撞,“撞”出了高高的喜玛拉雅山地球运动

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