第六章 大陆移动的力学

为了便于更好地了解下文，本章提前假设大陆移动论是正确的，并尝试把这些移动的规律性归纳为一个整体。

在不同种类的移动中，有一种是这个理论的反对者也难于否认的，那就是由于在造山作用中地壳挤压而直接造成的移动。地中海区域由于阿尔卑斯褶皱系而经历的变化异常复杂，因此在此不拟深入讨论；高加索、喀尔巴阡、狄那里克阿尔卑斯、亚平宁、比利牛斯和阿特拉斯均应列入这一褶皱系。下文还将详细描述的最佳例子是前印度，包括喜马拉雅山脉。这些往往都是半岛，它们向地块主体的方向推挤，西班牙连同比利牛斯山也是这方面的一例。一般的规律似乎是，半岛倾向于比它从那里脱离出来的大陆地块的其余部分缩短得多一些。长形的下加利福尼亚半岛就比主地块中与其相应的缺口，即加利福尼亚湾变得更短一些。阿拉伯在东南—西北方向上，看来也比非洲地块相应的缺口短一些。格陵兰在第三纪时还是一个半岛，在北面原和斯匹次卑尔根陆棚以及格林内尔兰（Grinnell-Land）相连，它的南半部，同样比那两个地块拼合起来留下的缺口，在南北方向上短得多。

单纯由于推挤作用产生的这种移动，我们可以很容易地得出 1，000 公里的幅度，对前印度甚至可达约三倍。

大陆地块的自由移动也同样常见，这种情况，我们可以在今天的格陵兰， 在北美洲、中美洲和南美洲，在南极洲、澳大利亚、新西兰、马达加斯加等观察到，简单地说，在所有孤立的地块乃至大洋中的岛屿，都可以或多或少观察到。对这类运动我们又必需区别两种情况，一种是发生相对于硅镁层的移动，另一种则是地块被动地为硅镁质流所带走。在主要是较大的地块经受的相对于硅镁层的移动时，出现一系列特征性的伴生现象，它们都应归因于硅镁层的粘性。此类地块的前缘，由于这种阻力而堵起高大的山脉；美洲地块上的安第斯山，南极洲地块上格雷厄姆地、维多利亚地的高山和澳大利亚地块上新几内亚的山脉都证实了这一类运动。这些山脉的推挤作用自然并不完全相当于大陆移动，但前印度和喜马拉雅山脉则肯定是这种情况。这种推挤作用也可以小得多，因为硅镁质虽然是粘滞的，但仍是流体的。

有人提出，如果说例如安第斯山脉的成因要归结于太平洋硅镁层的阻挡，那么后者本身由于更容易变形必然经受了更大的挤压。但如果我们考虑到上文说过的褶皱过程进行中要保持均衡，而硅镁层由于这个原因又不可能生成褶皱山脉，那就可以理解到硅镁层的挤压作用必然是我们见不到的，因为它是向下进行的。可以假设在地块之下的硅镁层中产生一股微弱的反向流，它把被排挤的物质从地块的前缘输送到后面去。运动方向改变时，褶皱过程也相应地转移到地块的新的前缘；因而，下文中还将详细叙述的澳大利亚东部的古老边缘山脉，应该归因于这块大陆以前曾向东移动，而后来的移动则如年轻的新几内亚山脉所表明的那样，是指向北方的，现在的移动方向基本上仍然如此。

这类推向硅镁层的大陆移动的另一伴生现象，是大陆地块较小块体的滞留。这方面最明显的例子，是图 12 中表示的合恩角和格雷厄姆地之间的德雷克海峡这个区域——这里的整体现象，甚至可以说完美地体现了大陆移动

论。南乔治亚、南奥克尼、桑韦奇①这一系列岛屿构成了在大陆移动时滞留的连接环节。两个大陆的末端愈窄处则愈拖后。两者最末端和最西端的山脉段落均断开，因为它们由于拉力变弯时都在走向方向上受到应力。在美洲方面已可辨认出张断裂；麦哲伦海峡似乎可视为火地岛脱离的开端，预计火地岛在将来运动的过程中将要进一步滞后。在山脉西段，脱离的特征终止于奇洛埃岛，从此处起向北，海岸就完全是单纯的了；这里正好是一个转折点，从这一点以南可辨认出海岸线向后弯曲。

小地块的滞留从力学上很容易解释，因为它们的前沿阻力比大地块的相对要大②。

由于同样原因，西印度群岛在美洲大陆向西移动时也在硅镁层中滞留， 而且最小的块体——小安的列斯群岛滞留最厉害，较大的如海地岛和古巴则弱些；佛罗里达半岛也拖后了一些，因为我们在下文中作复原时可以看到， 在把各个地块拼到一起时必须把它向西推。所有大西洋岛屿，可能都是这类从断裂边缘脱落出来而滞留的块体；那些在大洋正中（在大西洋中间的洋脊上面）的岛屿，可能是断裂开始张开时就脱离出来的，其它的则可以说，离其脱离出来的位置愈近，脱离的时间就愈晚。太平洋的群岛可能是在较古老的时期以同样方式形成的。

在格陵兰南部，也可以看见微弱的、随着向南变窄而加强的向东折回弯曲，在复原时就会发现这种弯曲只能产生于从欧洲分离出来以后，从而同样可以理解为滞后作用。

第二种自由移动正如已经提到过的，在于地块被动地为硅镁流所带动。由于已讨论过的小地块在硅镁层中具有的运动自由度小，所以这种移动方式是小地块的特点。马达加斯加就是一个很好的例子，它由同一个硅镁流带动而离开非洲向东北漂动，下文还将讨论的这股硅镁流使喜马拉雅山中的前印度受挤压，并从底下流过整个东亚，一直达到白令海峡，使这个地区产生皱纹。大西洋中间的岛屿也是被动地由硅镁流从欧非海岸带离的，虽然硅镁流这个词用在这里——我们还将提到——并不合适。

还应指出窄长的地块作倾斜运动甚至翻转，在理论上也是可能的。尤其当它们的窄向伸延小于厚度，即一般说小于 100 公里时即会出现这种可能， 大多数岛弧看来都满足这个条件。是否能把深海沟也与此联系起来看，这个问题我想先搁置起来。克里特岛也许正在进行这种倾斜运动，因为它的北侧看来在下沉，而南侧在上升。

最后还应特别强调大陆移动的相对性。我们总是只能确定距离是在扩大或者缩小，但只要尚未找出这些运动的规律，就完全无法判断两者中哪一部分在运动，例如是美洲向西逆太平洋的硅镁层移动呢抑或此硅镁层向东逆美

① 桑韦奇群岛即夏威夷群岛。——译者

② 假设两个地块厚度相等，几何轮廓相似，并同样地正对运动方向。它们在移动时需要克服的阻力分为两部分，其中之一是在流体的硅镁基底上的摩擦力，它和表面积成正比。而另一部分，即与已结晶因而粘性较大的上部硅镁层接触产生的前沿阻力，只随线性度量正比增加，就是随与运动方向垂直的直径正比增加。由于可以认为两种力中，不论哪一种都和地块表面成正比，这样第一部分阻力对大的和小的地块都没有区别，因为阻力和受力同样增长。而对第二部分则阻力随地块的线性度量增长，受力却随其平方度量增长， 因而地块愈大愈易于运动。

洲流去。出于方便，我们将这些运动相对于假想为静止的非洲，上文的阐述都是这样做的。

前面已经说过，地壳中压力和拉力的交替，导致大陆地块的单向发展， 就是它们通过挤压不断地缩小面积因而增加厚度和海拔高度，而拉力则引起不断的割裂。这个原理提供了关于地壳发展的大致概貌。硅铝物质原来以小得多的厚度（约 35 公里）构成一个覆盖整个地球的完整壳层，这种设想是很合情理的。固然我们必须为此假设，这个壳层在发展进程中被挤压成它原有水平伸延的三分之一①。看来挤压成三分之一对造山褶皱是一个正常的值，因而我们似乎只须假设所有硅铝地块都已平均经历过一次褶皱作用；这不是不可能的，因为虽然陆棚甚少或者没有经过褶皱，而其它地区却有经过多次褶皱的。后来的阿尔卑斯地区在石炭纪就经过一次褶皱。事实上，没有任何地方的原始岩石是在较大范围内水平的，相反几乎到处都是陡立的，显出细密皱纹和经过断裂。似乎没有任何理由假设这个硅铝外壳开始时就存在亏缺； 在作复原设想中，发现到中生代时，原来还是连成一片的原始大陆地块就已经扩大到占地球表面大约一半了。由此自然就会推论出，海洋水体开始时作为约 3 公里深（彭克的计算为 2.64 公里）的“全球大洋”覆盖着整个地球。这个全球大洋当时曾经存在过的直接而虽然不是肯定的迹象表明，有最古老的海洋动物区系的某些生物特性以及用肺呼吸的海洋种属发展成为陆上动物。泥盆纪以前还没有陆上植物，志留纪以前还没有呼吸空气的动物。这个硅铝壳层张裂以后，海洋先开始分成浅海和深海，直至大陆露出水面，这个过程现在还没有完全结束。只有当所有陆棚都经过褶皱后，各处的海岸线才会与大陆台块的边缘相重合。也就在这个发展进程中海侵愈益减弱，并且将来必然要完全消失。图 13 画出了地球表面的高程曲线，其中远古和将来的两条是假设的。现在的平均地壳高度同时就是尚未分裂的地球外壳的原有表面。

① 根据克吕梅尔，5.1 亿平方公里的地球表面划分为 1.49 亿平方公里陆地，3 千万平方公里陆棚和 3.31 亿平方公里深海。亦即大陆地块，现在占地表的百分之三十五。