第九章 地球动力系统

全球的海陆面貌究竟是如何形成的？在整个地质历史进程中地壳或岩石圈以怎样的方式和规律进行演化、发展？各种地质作用特别是内部地质作用的机理及相互联系怎样？自从地球科学萌生的那天起，科学家和哲学家就对这些问题进行着不停地探讨。随着科学的发展，人们对这些问题的认识也不断加深。

16 世纪意大利学者布鲁诺最早提出收缩说，他把苹果干缩的褶皱表皮与地球表面的岩层褶皱相对比。19 世纪中叶法国学者博蒙根据拉普拉斯的太阳系起源为由热变冷的假说又重新提出收缩说，认为地球内部由热变冷是地球表部收缩和褶皱及其它构造形成的原因。但是收缩说不能解释地球表部出现的由拉张形成的众多大规模裂陷或裂谷盆地带。17 世纪英国学者培根最早提出了与收缩说相对立的膨胀说，到 19 世纪末和本世纪初一些学者如曼托瓦尼、希克森等用地球膨胀说来解释大西洋两岸形状的相似性和非洲裂谷系等现象，但膨胀说不能解释地球表层的众多大规模挤压褶皱山系。

19 世纪中、后叶，由美国学者霍尔、丹纳和奥地利学者休斯相继提出地槽、地台概念，从而建立了地槽-地台学说。所谓地槽是指地壳上的强烈活动带，分布于大陆边缘、大陆内部或大陆间，一般呈长条形，长达数百至数千公里、宽几十至几百公里。地槽的发展一般经历了两个阶段：早期为大幅度沉降并形成巨厚沉积层；晚期为褶皱回返形成山系，并伴随有强烈的岩浆活动和变质作用。地台是大陆上相对稳定的地区，具面积大、地形起伏小、构造活动弱的特点。该学说认为地壳的基本构造单元是由地槽区和地台区组成，地槽褶皱回返后经剥蚀、夷平可转变为地台区。该学说自提出后直到本世纪中叶在地学界长期占据着统治地位，对固体地球科学的发展起了促进作用，但其忽视地球的大规模水平运动，对地槽-地台演化的动力机制及全球动力系统之间的关系也没有令人满意的解释。

我国地质学家李四光于 1926 年提出地质力学学说，并在其后进行了不断补充和完善。该学说主张运用力学原理研究地壳构造及其成因，并将地壳构造归纳为 3 大类构造体系：纬向构造体系、经向构造体系和扭动构造体系。认为构造运动以水平运动为主，垂直运动是水平运动派生的，水平运动以南北向和东西向为两个主导方向，构造运动的动力是由于地球自转的速度变化引起的。但是，对于地球自转速度变化能否产生足够大的动力形成全球海陆分布与大规模的褶皱山系，地壳上不同方向、不同时代的各种纷繁复杂的地质构造与地质现象能否全用这种动力系统加以解释，尚存在不同看法。

岩石圈板块构造学说是现代地球科学对全球动力学认识的主流，被誉为是地球科学的革命，它是在确立了对大陆漂移与海底扩张的认识的基础上建立起来的。