第三章 大地测量论据

我们的证明所以开始从反复的天文定点测定证实现在的大陆在移动，其原因是不久前通过这一途径真正证实了大陆移动论预言，即格陵兰现在仍在移动；同时因为这些测定从数量上也很好地肯定了大陆移动论，而且大多数学者都认为这可能是最准确和最完满的证明。大陆移动论与所有其它针对同样广泛任务的理论相比，具有一个很大的优点，即在于它能够得到精确的天文定点测定的验证。如果大陆的移动在如此长的时期中一直在进行，则很可能现在仍在继续，问题只是在于这种运动是否足够快，使得我们的天文测量能在不太长的时间范围内把它反映出来。

为了便于作出判断，我们必须对地质阶段的绝对时限稍作探讨。大家知道，这种时限的数值是不准确的，但是还不致于使得回答我们的问题成为不可能的程度。

关于最后一次冰期至今的时间，彭克根据他的阿尔卑斯冰川研究，估计为 5 万年；许泰曼估计至少 2 万年，至多 5 万年；海姆根据他在瑞士的计算

以及美国的冰川地质学家估计，只有 1 万年。米兰柯维奇通过天文考察，得出最后一次冰期的气象高潮在约 25，000 年前（固然该冰期的主阶段 75，000 年前已开始），紧接着的气候最佳期（这一点在北欧已从地质上得到证实） 则在 10，000 年前。德·耶尔从数粘土层推论，后退的冰缘在 14，000 年以前通过了瑞典南部的索恩纳（Schonen），而在 16，000 年以前却仍位于德国的麦克伦堡。按米兰柯维奇的计算，第四纪总共经历了 60 万—100 万年。对我们的要求来说，这些数字的相符程度已经完全够了。

对于以前的时期，人们曾经尝试从沉积岩的厚度来判断其沉积所用的时间，例如达奎[171]和鲁茨基[170]得到的结果是，第三纪延续的时间为 100

—1，000 万年这个数量级。对中生代得到的约为这个时间的 3 倍，古生代则约为 12 倍。

基于放射性过程的年龄测定，尤其是对较老的时代得出了长得多的时间，这种方法现在受到极大重视[207]。它基于铀和钍原子的逐渐衰变，衰变时放出α射线（是氦原子），该物质经过几个中间阶段最终变为铅。

基于这种过程的年龄测定，可分为三种方法。第一种是氦法，它测定所产生并在矿物中逐渐聚集的氦的相对含量。这个方法给出的数值比下列方法小，人们认为原因在于氦会部分地逸出，因此一般认为此法并不好。第二种方法是确定最终产物铅的相对量，从而推算时间。第三种方法是“彩晕”法， 这些晕是因辐射出来的氦，在岩石中放射性物质的周围造成一个很小的彩色点，它会随时间增大，因此可以从它们的大小算出时间长短。

根据博恩（转引自古滕贝格[45]书中）的说法，这样算出的一块中新世岩石年龄为 600 万年，一块中新—始新世岩石年龄为 2，500 万年，一块晚石炭纪岩石 13，700 万年。这三个数值都是用氦法算出的。用铅法得出的年龄值要大得多，晚石炭纪已为 32，000 万年，而对阿尔冈纪的年龄值甚至是 12 亿年，而氦法提供的仅为 35，000 万年。这些值都大大超过按沉积岩厚度所作的估计①。

① 虽然愈老的地质时代一般延续愈长，这一点是无疑的，我仍认为达奎[171]的观点是有道理的。他觉得较老的时代延续如此之长，是和沉积的厚度有矛盾的，因此对放射性年龄测定有疑问。本书只考察较年轻的

由于我们在本书中主要涉及的是第三纪以后的时期，对此，各种方法的结果还是十分接近的，因此这些数据对我们的要求已经足够了。我们列出下面的数字作为讨论的出发点：

借助这些数据和各大陆经过的路程，我们可以对每年移动的幅度有一个大致的概念，如果我们假设这种移动是等速的，并且在继续进行。当然这两个假设都是相当难于验证的；此外还有年龄测定的不可靠性，其误差很容易达到 50%，甚至 100%，加上确定分离时间的不可靠性，就很容易了解下列数字只能视为大致的参考，而且如果以后的进一步测定给出相差甚远的数值， 不应感到惊奇。但这种估算仍然十分有用，因为它们会使我们把注意力集中于有希望在较短时间中能测出移动的那些地方。

下面的表给出一系列特别有兴趣的地方，可以预期每年的距离增长。

也就是说最大的变化预计在格陵兰和欧洲的距离，然后还有冰岛和欧洲，以及马达加斯加和非洲之间。格陵兰和冰岛之间的运动是东西向的，天文定点测量只能提出经度差的增大，而不能给出纬度差的变化。

实际上人们自一段时间以来，已经注意到格陵兰和欧洲间这种经度差的增加。这一发现的历史情况是很有意思的。当我最初粗略地形成了大陆移动论时，前往东北格陵兰的丹麦考察队（1906—1908 年在米留斯—艾里逊领导下进行）尚未算出其经度测定结果，我自己作为助手参加了这些测定。但我已经知道，在我们考察工作地区已经存在旧的经度测定，而且通过三角测量网，把位于萨宾岛的这些旧经度测量站与我们在丹麦港附近的测量站连接起来。因此我写信给考察队的制图专家科赫，并简短地告诉他我的大陆移动论假说，问他我们的经度测量是否如预期那样偏离原有的测定。科赫接着粗略地结束了计算，并通知我确实存在预期的数量级的差异，但他不能相信这个差异是由于格陵兰的移动造成的。后来科赫在正式的计算中探讨误差来源

地质时代，故这个问题无足轻重。

时，特别考虑到这个问题，得到的结论是，大陆移动论确实是最可信的解释[172]：“从以上阐述中可以看到，这些误差来源不论单独或者叠加起来，都不足以解释丹麦考察队测定的和德国考察队（1869—1870 年）测定的哈乌许塔克（Haystack）位置所出现的 1，190 米差异。在这方面，真正要考虑的唯一误差来源是天文经度测定。但是要把这项偏离解释为天文台位置不确实， 我们就必须假设天文经度测定的实际误差要比其平均误差大 4—5 倍⋯⋯”

因为萨宾也已在 1823 年测定过东北格陵兰的经度，所以那里总共甚至作过三次测定。固然这些最老的测量并不完全是在同一地点进行的；萨宾的观察是在以他命名的岛屿南岸作的，很遗憾，关于准确的观察地点也存在某些固然不是十分重要的不可靠性，这个地点当时并未标明。参加 1870 年德国考察队的伯尔根和柯佩兰，也正好是在那里观测的，只是往东几百米；而科赫的观察点则朝北去甚远，在日尔曼兰（Germanialand）上的丹麦港附近，但通过三角网和萨宾岛相连接。科赫仔细地探讨了由于这种换算产生的误差， 结果认为与经度测定本身大得多的误差相比可以略去不计。观察结果提供的东北格陵兰和欧洲之间距离的增大情况如下：

1823—1870 年 420 米，或每年 9 米

1870—1907 年 1，190 米，或每年 32 米而三个观察系列的平均误差为：

1823 年⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯约 124 米

1870 年⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯约 124 米

1907 年⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯约 256 米

当然布迈斯特[173]的指责是有道理的，他认为上述情况由于是月球观测，其平均误差并不象其它情况那样能反映实际，首先因为月球观测中会出现系统误差，它并不在平均误差中表现出来，而在最不利的情况下，系统误差就其大小而言，可能相当甚至大于测得的结果数值。因此从这些观测只能得出这样的结论，就是它们极好地符合大陆移动论的假设，而且它能对此作出最好的解释，但却还不具备准确证明的性质。

值得感激的是丹麦的经纬度测量（现在的哥本哈根大地测量所）自此时起接过了这个问题。詹森[174]为此于 1922 年夏季在西部格陵兰进行了新的经度测定，而且现在用的是准确得多的电报时间测量法。魏根纳[175]和许得克[176]用德文发表了关于他的结果的报告。詹森在那里作了两件工作。第一件是在殖民地戈德霍普重复了以前的经度测定，以便在此也能和以前的观测作比较。以前的测量部分来自 1863 年（为法尔伯和布鲁默所作），部分来自1882—83 国际极地年（为吕德尔所作），当然也是月球观测，因此含有相应

的误差。因此詹森把它们并在一起成为相应于 1873 年的平均测值，然后把这个值与他自己所做的准确得多（首先是避免了出现较大系统误差可能性）的测量相对照。得出的结果也是格陵兰在此期间向西移动了 980 米，或者说每

年 20 米。

为了便于直观，我[175]把这些测量的结果和东格陵兰的观察结果一起表示在图 6 中，其中各个圆圈的半径，是按横座标上的标度等于各测量系列的平均误差（单位为米）选定的，这样很明显可以看出詹森的观察的准确性高得多。其中系列Ⅰ的观察指东北格陵兰的萨宾岛，系列Ⅱ指西格陵兰的戈德霍普。除了上面提到的旧观察结果的平均值外，也把 1863 和 1882—83 年的测值分别标出；它们的差别固然是指向相反的方向，仅因这个期间太短，就

足以使人判断造成这种情况的原因只会是误差的影响。但是两者和詹森晚得多的观察相比，同样都显示出地理距离随时间在增加。这样，总共就已存在下列四种互不相干的比较：

科赫—伯尔根和柯佩兰科赫—萨宾

詹森—法尔伯和布鲁默詹森—吕德尔

这些比较的结果都符合大陆移动论。虽然所有这些比较程度不同地具有共同的弊端，就是它们都基于月球观察，而月球观察可能含有无法验证的系统误差，但是由于这种同向结果集中，却没有与之反向的结果，这就使得正好是极端的观察误差叠加这样一种假设十分不现实。

但有幸的是，丹麦经纬度测量所已把定期重复这种经度测量列入它的工作计划。与此相应，詹森的第二件工作，就是在戈德霍普峡湾气候适宜的内地科尔诺克（Kornok）附近，设立一个适合这种目标的站，同时也在于借助准确的电报时间传输法，第一次对其地理距离作基本的测定。他于 1922 年得到的科尔诺克经度值为：

用星象观察：3^h24^m22.5^s±0.1^s 格林威治以西太阳观察：3^h24^m22.5^s±0.1^s 格林威治以西

1927 年夏，萨贝尔—乔根逊上尉重复作了这种柯尔诺克的经度测定[209]，使用了现代的不受人为影响的测微计，也就是排除了人为误差，这样就得以使精度比詹森的测量大大提高了。

紧张期待的结果为①：科尔诺克 1927 年的经度：3^h24^m23.405^s±0.008^s。和詹森的测量比较后表明，与格林威治的经度差增大了，也就是格陵兰

和欧洲的距离，五年后增加了 0.9 时间秒，或者说每年约 36 米。

由于该数值比观察的平均误差大 9 倍，而且电报时间传输法不会出现较大的系统误差，因此可以说，这样就证明了格陵兰还在移动。除非假设詹森的个人误差为 9/10 秒，但这是极不可能的。

在科尔诺克的测量，仍然每隔五年一次，以排除个人主观因素的方法继续进行。从数量上更准确地测定每年的移动，和判定这种移动是等速进行的抑或是波动式的，将会很有意义。

由于第一次精确地用天文方法证明了一个大陆的移动，并且也在数量上完全证实了大陆移动论的预言，我认为关于这个理论的整个讨论，已建立在新的基础上，即现在的兴趣已经从其原则正确这个问题，转为关于其各项论述是否正确及进一步发展这个问题了。

我们的图表指明，测量北美洲与欧洲的距离变化没有格陵兰那么顺利。固然这里的条件较为有利，因为不用依赖月球观察，原因是在北美洲即使较旧的经度测定也已经是用电缆电报方法进行的。但是这里预期的变化却很小。我们的图表给出的数据是约每年 1 米，但这个数字是纽芬兰从爱尔兰分离开时起的平均值。可是自那时起，北美洲可能由于格陵兰的分离（现在还在进行）而其运动发生变化，估计其方向是北美洲自这时起，相对其基底主要向南滑动。这一点，看来可以从拉布拉多和西南格陵兰两地相应的海岸点

① 衷心感谢哥本哈根大地测量所所长诺尔伦德教授先生允许，在此公布这项尚未发表的结果。

现在的相对位置推断出，并且也通过旧金山地震裂缝的错动方向，以及加利福尼亚半岛正在开始的压缩得到证实。因此很难预期现在的经度增长有多大；但总之可能会稍小于计算出的每年 1 米。

我当时曾根据 1866、1870 和 1892 年用电缆取得的旧的跨大西洋经度测定，推论实际的距离增大甚至是每年 4 米。但是伽勒[177]指出，这一结果基于各种测量的不佳组合。这种组合是困难的，原因是这些旧的测量并非取材于欧洲和北美洲的相同地点，因而还要考虑大陆内的经度差，对此用不同方法会得到稍微不同的结果，这就影响了最终值。世界大战前不久，因照顾到我们提出的问题，进行了一次新的经度测定，这次测定并由无线电报测量作过检验。这次测量虽然由于战争开始时切断电缆而提前中断，因而使其结果不具有预期的精确性，但看来仍可以从这里推论出变化太小，难以现在就能可靠地加以证实。具体地说，测得的剑桥—格林威治经度差为[178]：

1872 年⋯⋯⋯⋯⋯⋯4^h44m31.016^s

1892 年⋯⋯⋯⋯⋯⋯4^h44m31.032^s

1914 年⋯⋯⋯⋯⋯⋯4^h44m31.039^s

我用最老的测定结果，算出为 4^h44^m30.89^s，看来太不精确，故略去。 自 1921 年起，用无线电报时间信号连续地进行了欧洲和北美洲间的经度

差测定，瓦纳赫[179]对直至 1925 年的结果作了讨论。但因只涉及四年，所以在这些观察中尚不能清楚辨认出距离增长，这是不足为奇的。然而这些观察也完全没有表现出违背这样一种增长；相反，如果把这些观察汇总起来， 可得出美洲每年向西运动 00.6 米，但±2.4 米。瓦纳赫的结论是：“除了美洲每年向欧洲移动大大超过 1 米是极不可能的这一点以外，暂时还不能再说什么。”布伦纳克[229]的判断也是如此：“这样取得的资料，虽然并不支持大陆以上面提到的幅度移动，但也绝不反对它。最后的判断还要等待。”要注意的是，在这些新的无线电报测定中，完全略去了那些以前用电缆测定的结果。虽然由于电缆观察与无线电报观测相比要不准确得多，因而这样做是有道理的；但是这个缺陷会由于其提供的时间间隔长得多而得以补偿，因而把老的观测和新的加以对比还是值得的。这应该是大地测量家的事情。但我并不怀疑在不久的将来，也能成功地准确测量北美洲相对于欧洲的移动。

在马达加斯加，人们最近也注意到地理座标有变化。塔那那利佛天文台的地理经度是 1890 年借助月球中天测定的，1922 年毁坏和 1925 年在同一地点重建后，均用无线电报法作过测定[180]。感谢巴黎的摩黎教授的书信通告，得知三次的位置如下：

这些数值表明马达加斯加相对于格林威治子午线的移动幅度甚大，为每年 60—70 米。在第 140 页的表中指出的相对于非洲移动的幅度要小得多。看来南部非洲相对于格林威治，似乎也在向东运动，由于这些地区彼此相距甚远，大陆移动论对此不能作出有价值的预言。希望将来对南部非洲的经度也进行监测，以便检查马达加斯加对非洲的经度差、这对大陆移动论是至关紧

要的。在这两个地点重复进行纬度测定看来也是必要的，这样才能同时通过测量，密切注视马达加斯加相对于非洲运动的另一个分量。但是无论如何， 观察到的马达加斯加经度变化是符合大陆移动论的。当然在这里也要注意， 最早的测量是用月球观察，因而也会出现如上文谈及的类似对东北格陵兰的异议。但是这里总移动量达 2¹/2 公里，说它完全出自观察误差这样一种假设，成立的可能性恐怕是微乎其微的。在马达加斯加岛上也准备进一步重复这些测量，因此可以预期不久后，那里也会出现完满的结果。

1924 年在马德里举行的大地测量会议，以及 1925 年举行的国际天文协会会议上，都制订了广泛的计划，准备用无线电报经度测定法密切注视大陆的移动，计划规定这些测量不仅在欧洲和北美洲间进行，而且也在檀香山、东亚、澳大利亚和后印度进行。这个计划的第一个测量系列于 1926 年秋开始实施；费里不久前报导了法国方面获得的结果[213]。当然，可能的变化有待于以后的重复测量才能反映出来。此外，这个计划看来很少考虑到根据大陆移动论预计会在地球的哪些地点获得可测量的变化这个问题。但是格陵兰和马达加斯加的先例，使人希望观察计划在这个方面加以扩大。

无论如何已经看到，通过重复的天文定点测定，精确地检验大陆移动论这项工作已在大规模进行，而且已经得到对其正确性的第一批证明。

最后还要提醒注意的是，长期以来在欧洲和北美的天文台观察到的纬度变化。

冈特[181]报导过，霍尔认为下列纬度降低是肯定的：

巴黎 28 年中降低 1.3″；米兰 60 年中降低 1.51″；罗马 56 年中降低

0.17″；那不勒斯 51 年中降低 1.21″；普鲁士的柯尼斯堡 23 年中降低 0.15

″；格林威治 18 年中降低 0.51″。柯斯廷斯基和索科罗认为普尔科沃 100 年来纬度也在降低。此外北美的华盛顿 18 年中降低了 0.47″。

因为发现了圆顶上的所谓“室内折射”会导致类似量级的系统误差，人们长期以来倾向于把所有这些偏差都归因于上述误差来源。

然而最近认为这种变化仍应看成是真实的这种呼声日益上升，尤其自从兰伯特[182]指出加里福尼亚州尤凯亚和其它北美台站的纬度目前显然在变化以后。他在新近的一篇文章[221]中说：“国际（纬度测量）台站不是唯一出现意料之外的纬度变化的地方。看来罗马的纬度自 1855 年以来变化了1.45

″。对这种异常的系统研究是非常值得欢迎的。”

引人注目的是，这种现代变化是以与上述较老的变化相反的方向进行的，因为尤凯亚的纬度在升高。

这种纬度变化是难于解释的，原因在于它既可能基于大陆移动，也可能基于两极漂移，后者并不一定需要与大陆的相对位置变化相联系。正如我们下面还要进一步阐述的，人们最近得以从国际纬度测量台站的测量证实，目前存在着两极漂移，北极移向北美洲，这就导致北美洲台站的纬度升高。但是根据现有的测量结果，这种两极漂移的幅度，小于在北美洲观察到的纬度增加。如果将来仍不能证明两极移动的幅度确实更大，那么结论就应是北美洲相对于地表其它部分向北移动，这将会是十分引人注目的，因为某些迹象表明，它相对于其基底在向南运动。这些事实的完满解释，恐怕只有在较长时间系列观察的基础上才可能。而在这些情况下，是否真能明确地解释那些较老的变化，看来是值得怀疑的。