地球科学的革命大陆漂移学说
公元 1910 年,一个秋日的夜晚,秋雨从天空绵绵不断地飘落下来,下得人心里都烦透了。这场雨一连下了五天,还没有停下来的趋势。
在德国马尔堡物理学院的讲师楼上,四楼的一间房子里,灯还亮着。虽然已经是夜里两点多钟了,但是,魏格纳却怎么也睡不着,只好起床,在屋子里转来转去。
前两天,魏格纳因伤风受凉,而患了重感冒,尽管吃了几次药,但还是没有多大好转,一天晚上,他又发烧了。赶紧爬起来又吃了两粒退烧片,这才觉得好受了一些。
魏格纳躺在床上,一会儿看看天花板,一会儿又看看电灯,头脑一时也没有停下来,他又把自己的目光,集中到墙上挂着的一张世界地图上。
突然,他惊奇地发现,大西洋两岸的轮廓竟然是如此的互相对应,尤其是巴西东端的直角突出部分,与非洲西岸呈直角凹进的几内亚湾非常吻合。魏格纳顿时来了精神,他又继续朝南看过去,只见巴西海岸的每一个突
出部分,都正好和非洲西岸同样形状的海湾相对应;同时,巴西海岸每有一个海湾,非洲方面就有一个相应的突出部分。
怎么会有如此的巧合呢?要是把它们拼合在一起,简直就像一块完整的大陆?
魏格纳的脑子里忽然闪过一个奇怪的念头:莫非非洲大陆与南美洲大陆曾经贴合在一起,也就是说,它们原是连接在一起的一整块原始大陆,它们之间没有大西洋,到后来才破裂、漂移而分开的。
这种大胆的想法,从此就一直困惑着、缠绕着这位学者,他决心一定要弄个水落石出。
到了第二年的夏天,有一次,他在学校图书馆查找资料的时候,无意间读到一篇论文,说根据一系列的古生物证据,巴西和非洲之间曾有过陆地联系。
魏格纳不由自主地想起,去年秋天那个雨夜、他在病中的发现。更加坚信,大西洋两岸轮廓的相似绝对不是偶然的巧合,这里面肯定有文章可做, 也许是一个涉及大陆形成和地球演化的大问题。
他把自己的这一想法,跟他的老师、著名气象学家柯彭教授说了。
柯彭教授认真地盯着地图看了一会儿,觉得魏格纳讲得确实有些道理。他告诉魏格纳,在地质学界,占领导地位的,一直都是“海陆固定”的学说。
所谓的“海陆固定”说,其主要观点就是,地壳升降是地球史上海陆变迁的主要原因,无论地壳如何升降,大陆块在地球上的位置是固定不变的, 大洋盆地是永存的。
但是,自 17 世纪以来,许多人对“海陆固定”说产生了怀疑。
比如,哲学家培根就曾经指出:非洲西部和南美东部海岸线的吻合,不可能是偶然的巧合,肯定有着某种原因。
19 世纪中叶,地质学家斯尼德尔发现欧洲和北美煤层中的植物化石雷同,他认为,煤层形成时期的石炭纪,欧洲大陆和美洲大陆曾经连接为统一的大陆。
19 世纪末,进化论的创立者达尔文的儿子、英国天文学家乔治·达尔文又认为,月球原本是地球上的一部分地壳脱离地球后演变成的,而在月球形成后,地球上的大陆块重新调整了位置,大陆便发生了漂移。
柯彭教授好心地劝魏格纳,不要揽下这项“份外”的课题。因为大陆漂移问题至少涉及到地质、古生物、动物地理和古气候等一系列学科,论证起来,不是那么轻而易举的。
然而,勇于探索的魏格纳决心要把这个问题搞个水落石出,他开始努力地吸取地质学和古生物学知识,从浩如烟海的资料和典籍中收集大陆曾经连接和漂移的证据,从各个大洲之间的联系和对比中进行考察和寻索。
魏格纳没有孤立地看待各个局部地区的地质资料,而是从全球或洲际的范围内加以考察和追踪。
魏格纳想到,如果现在被大洋隔开的大陆从前果真是一个大陆的话,那么,在当时所形成的地层也一定像大陆轮廓一样可以拼接起来,同时,由这些地层褶皱所形成的褶皱山系也必定可以连接起来。
魏格纳首先考察了大西洋两岸的褶皱山系和地层。他发现,大西洋两岸的岩石、地层和褶皱构造确实像搭积木一样可以搭配起来。
如巨大的非洲片麻岩高原和巴西的片麻岩高原遥相对应,二者所含的火成岩和沉积岩,以及褶皱延伸的方法也非常一致。
魏格纳对于这种地层和构造上彼此相接的现象,作了一个比喻。
他说,这就好比一张被撕碎的报纸,如果按其毛边拼接起来,报纸上的印刷文字行列也恰好齐整切合,凭这一点,我们就得承认这两片报纸原来是连在一起的。
魏格纳特别强调,由于相互衔接切合的不只是一个行列,而是有多个行列,这就排除了“偶然”和“巧合”之类的解释,把这一原则应用于大陆, 正好为大陆曾经贴合提供了一个有力的证据。
面对大量古生物分布的有趣事实,传统学派认为是垂直运动——陆桥升降所引起,魏格纳则主张可以运用水平运动,即大陆漂移来加以解释。
魏格纳果断地认为,大西洋两岸以及其他一些地区间古生物的亲缘关系,并不是其间有什么“陆桥”存在,而是因为两侧大陆本身曾经直接相连。
也就是说,当时根本就没有什么大西洋、印度洋,到后来大陆破裂并漂移分开,才终于形成现在这样的海陆布局。
魏格纳还强调指出,对于一些大陆上古生物的分布,用大陆漂移说解释比用陆桥说更为确切。
比方说,舌羊齿植物化石在非洲、南美、澳大利亚和印度等地的石炭二迭纪地层中都有发现。而这些地区相距万里,所处气候带也不一样。
因此,即使用陆桥把它们联系起来,仍然很难理解舌羊齿植物在同一时期的分布情况。
大陆漂移说则不仅认为这些大陆曾经连接,而且认为它们之间在距离上并不十分遥远。也就是说,它们在当时曾经汇聚在一起,所处气候带也比较相近。
这样一来,舌羊齿植物化石的分布才得到圆满的解释。
1912 年 1 月 6 日,在法兰克福召开的地质学会议上,魏格纳首次发表了他的学说。他明确地指出:
“南美洲与非洲原本是相互连结的一块大陆,后来因地壳剧烈变动,导
致这块大陆分裂成两片,形成了今日各自独立的两块大陆。”
魏格纳的大陆漂移说发表以后,立即在全世界的地质学界引起了一场轩然大波。有人为之鼓掌喝彩,也有人斥之为奇谈怪论,因为从来人们就认为大陆是不动又不变的,大陆会裂开,而且会漂移,这真是太不可思议了。
魏格纳是个不肯轻易认输的人,为了替大陆漂移说寻找冰川学和古气候学的证据,魏格纳进行了横跨格陵兰的考察,从而获得了大量丰富的第一手资料。
1914 年夏天,第一次世界大战爆发。魏格纳作为预备役军官被应征入伍。
战场上,到处都是鲜血和尸体。但是,魏格纳的眼前却浮现出一望无际的大西洋,以及两岸的大陆、欧洲非洲大陆和南美洲大陆,这些大陆围绕大西洋到达北极⋯⋯
在战争的空隙,只要一有机会,他就从树上折下一根小树枝,在地上画起来,他画着非洲,画着美洲,他好像看见巴西正好是从非洲分裂散开的。 1915 年,魏格纳在一次战斗中身负重伤,差点送了命。魏格纳因此而获
准请了长假。他一边养伤,一边写完了研究大陆漂移说的划时代的地质文献
《海陆起源》。
在这本书里,魏格纳如同一位博古通今的高级导游,把人们带进“新迪斯尼乐园”,去参观古往今来海陆的迁移变化。
按照魏格纳的描述,在距离今天大约 3 亿年前的古生代,地球上只有一块完整的大陆,叫做“泛大陆”,周围全部是汪洋大海。
后来,由于天体引力和地球自转离心力的作用,这块“泛大陆”开始分崩离析,犹如浮在水面上的冰块,越漂越远。
从此,美洲和非洲、欧洲分开,中间留下浩瀚的大西洋;非洲的一部分告别了亚洲,在漂移的过程中,其南端略有偏转,渐渐与印巴次大陆脱开, 诞生了印度洋。
到了距今大约 300 万年前的第四纪初期,地球表面各大陆终于漂移到今天的位置。
魏格纳提出的大陆漂移说,是他多年来苦心研究的科学成果,他进行了多角度、多学科的反复严密的论证。
魏格纳提出的最明显的证据,便是大西洋两岸大陆海岸线的相似性。由于这些大陆在分裂时发生了大规模的玄武岩浆喷射,形成了今天分布在非洲安哥拉和南美巴西的同一个成矿带上。
近年来,有人取大陆架的轮廓用电子计算机测定,得到最佳拟合,偏差很小。
难怪现在有人惊叹,魏格纳是一位卓越的地质诗人,他的大陆漂移学说是震憾世界的不朽的地质之歌。