大陆和海洋的形成

第一章 大陆移动论是陆桥沉没说和海洋永恒说的折衷

直至不久前，人们还试图用旧的、比喻为苹果变干这样一个明显直观的观念，来既解释山脉、也解释从深海底升起的宽阔的大陆架。这种观念认为地球由于逐渐冷却而收缩，而且内部比外部收缩得厉害，这当然是难于证明的。外壳不断地变得过大，因而产生一种普遍而持续的水平“穹窿压力”， 导致外壳形成皱纹（褶皱山）。但是为了也能解释大陆地块，人们还得假设穹窿压力可以暂时地阻止最顶部的地层随着内核而收缩，直至超过某一界限时出现较大地块的相对突然的沉降，使得在某一处会形成一个“地垒”，而相邻的地块则已经“下沉”。

按照赖尔设想的过程，人们假设大陆上的地垒可以无限制地交替升起和再沉没，因为在各大陆上几乎到处都可以遇见含有海生动物化石的海相沉积，另一方面还因为现在为深海隔开的大陆上的陆相区系植物和动物是如此一致，以致不得不假设以前曾经存在过宽阔的陆地通道，使得各种属都可以直接交流。“确凿的证据证实一方面海盆是由大陆破裂形成的，另一方面古老深洋的沉积则并入陆地。”（诺麦尔—乌利希， Neumayr-Uhlig ； Erdgeschichte，2.Auflage，S.416，Leipzig und Wien 1895）。沉入海底的有南美洲和非洲之间、北美洲和欧洲之间、印度及非洲南部和澳大利亚之间的古老陆地通道，不断增多的标本愈来愈雄辩地证实这些通道曾经存在过。这种观点在最伟大的地质学家之一修斯的毕生名著，即他的四卷巨著《地球的面貌》中不仅作过最完整的论述，并且广泛地和地质事实结合起来，而且也最简短和最精辟地归结为一句话：“我们现在亲身经历的正是地球的破裂。”（卷Ⅰ，778 页，1885）。

然而当令绝大多数地质学家已经一致认为，这只是一种肤浅的解释；但是迄今人们也公认：“收缩论早就不再为人们全盘接受了，但暂时还没有找到一种理论来完全代替它并能解释一切情况。”（引自伯塞①）。

特别是从地球物理学方面提出了如此大量的疑点和指责，以致看来上述结论是无可辩驳的。就是地球在冷却这种说法，在发现了放射性物质以后的今天看来也是成问题的，因为它们的裂变不断地放出热量。如果考虑到这种新能源，粗算一下地球的热能收支，就可以看到，地球内部只要含有不多的这类放射性物质，就足以使热量循环得到平衡。可是我们在地球外壳的岩石中观察到的这种物质的含量是超过这个界线的，因此如果整个地球内部的含量相同，则地心的温度必然应不断上升②。虽然我们就宇宙起源的问题而言， 现在还是认为地球最终要趋于冷却，因为它的放射性物质藏量不可能是无限的，所以无疑这种冷却在地质时代中不会起什么作用。但是即使由于放射性研究是新的，而且还恐怕有谬误，仍然不能不承认山脉褶皱的幅度太大了， 任何地球温度变化都是解释不了的，况且如果考虑到最近才发现的逆掩则更是如此，例如阿尔卑斯山由于逆掩而收缩了十个经度。按照我们现在的观点， 地心不是由易于压缩的气体组成，而极可能是由已经强烈压缩因而几乎不可能再减小体积的镍钢组成。有一段时间，人们认为穹窿压力能使一个大圆的

① E. B(se， Die Erdbeben（Sammlung“ Die Natur” ，o.J.）, S.16，Anm.——并参阅安德烈（Andrée ）的评论， (ber die Bedingungen der Gebirgs-bildung. Berlin 1914.

② v.Wolff,Der Vulkanismus I，S.8.Stuttgart 1913.

收缩传导到它的某一个部位上去（海姆），这种设想是一条出路；但是对此地壳的压力强度又不够。阿姆弗洛1、赖日尔②、鲁茨基③等人的结论是正确的， 按上述说法，整个地表本应均匀地产生皱纹。

对洋底下沉的疑虑就更大了。下一章将要论述的重力测量，提出了严格的数字证明大洋底部的岩石重于陆地之下的岩石，而且其重量差正好补偿了空间上的亏缺；就像冰山在水中漂浮那样，大陆块正是镶在同样也分布在海洋之下的较重物质中。如果这样，深海基底就不可能是下沉的大陆。④与此相对应的是如华莱士首先认识到的，今天的大陆以前也绝不可能成为深海的基底，而只是被浅水所淹没（海侵），就像我下面还要论述的现代的陆棚那样。固然有少量沉积岩样本被认定为深海沉积物，但是几乎不断地有人反对这种看法。例如有些人就和许泰曼是同一意见，把阿尔卑斯上侏罗和白垩纪的所谓放射虫岩定为这种“深海沉积”。这是一种含石灰质少的红色、有时也呈绿色的有放射虫残迹的页岩，带有燧石和碧石，而且常常和锰矿共生。实际上尤其是贫石灰质这一点表明形成深度大，因为在深度大时，海水才对石灰起溶解作用。但是也有人表示过对此怀疑，特别由于这类放射虫石，有时也夹在显然是浅海的沉积岩中。许泰曼还想把整个北阿尔卑斯的“红层”定为深海沉积；格于姆伯尔则把阿尔卑斯山前地带老第三纪中含有粒辉石的岩层也定为深海沉积；摩里伊认为马耳他岛上的中新世泥灰岩，是在 1，000—2， 000 米深处沉积的；雅克斯—勃劳恩和哈里逊描述了西印度岛屿巴巴多斯的红色粘土和抱球虫泥岩及放射虫泥岩；伯雷迪根据它们的区系动物成份，认为形成深度达 2,000 米。还应提到的是特立尼达和新梅克伦堡一些新近发现的沉积（古皮和舒伯特）。最后也许还可以包括在这里的是古生代的石英板岩，它的矽质同样来源于放射虫①。但是这些岩层完全可以解释为是在中等深度的海底生成的。可是对它们的解释总是相互矛盾的，而与大陆的面积相比， 它们的分布是微乎其微的。其它以前普遍认为是深海成因的沉积物，通过最近的研究已经认定为浅海产物。最著名的例子是白垩岩，对此卡佑已经提供了证明。就是说大陆从来没有成为过深海底，只是被海水所淹没这种说法肯定基本上是成立的。

此外，如果说在现在的海洋所处的地方以前存在过大片大陆，则还会出现一个极大的困难，就是海洋的水到那里去了，彭克和威里士曾特别指出过这个问题。如果让“沉没了的”陆桥再现，那么大陆所占面积就会异常巨大， 以致没有足够的空间以容纳现在大洋盆中的水。否则就只能是当时的陆台几乎完全为海水淹没，而从沉积层看，情况又不是这样的。对此，冷缩说只有一条出路：当时整个海水量相应较小。但是这种“专门为此”制造的假说当然是不能使人满意的。

美国的地质学家偏重上面提到的后一种考虑，同时比欧洲的地质学家更

¹ Ampferer,(ber das Bewegungsbild von Faltengebirgen. Jahrb.d.k. k. Geol.Reichsanstalt LVI，S. 539－622， Wien 1906.

② Reyer， Geologische Prinzipienfragen,S.140 ff.Leipzig 1907.

③ Rudzki，Physik der Erde， S.122. Leipzig 1911.

④ 有些浅海床如爱琴海、英吉利海峡、爱尔兰海等，即使从大陆移动论的观点出发，也理解为大陆下沉了的某些部分；它们的下沉是由于地壳较深的塑性部分被水平拉力稍为“拉薄”了些。

① Dacqu(，Grundlagen und Methoden der Pa1(ogeographie，S.215.Jena 1915.

快地吸收了重力观测的结果，他们片面地强调这些因素，从而出现了首先为华莱士和丹纳提出、最近特别受到威里士热烈支持的“海洋永恒”说，但是这一学说完全忽视了现在已经不能否认在距离甚远而为深海所隔的大陆之间以前存在过的陆桥。数以百千计的古生物标本成为愈来愈有力的证明材料， 表明这些大陆的动物和植物区系曾经毫无阻碍地互相交流，横越今天的深海。只靠假设海岛带来代替陆桥，或者甚至假想绕道今天尚未查清的地区， 以维持海洋的“永恒”，这种尝试太不能使人信服，因此我们不必认真深入讨论。这样，欧洲——虽然已经有人怀疑——宣称“地球的破裂”，而美洲则鼓吹“海洋的永恒”，——这是两种互相排斥的假说，并且双方都无法驳倒反对者的批评。

这些困难都会完全消失②，只要下决心走出唯一的但却是关系重大的一步：只需假设大陆地块能在地球表面上作侧向移动。

可以作下述设想。我们迄今设想有古老陆地通道沉没于海洋深处的各个地方，现在都假设两个大陆地块以前是紧挨在一起的，甚至构成一个整体的台块，而它的各部分是由于断裂才彼此分离开的，然后由于目前还不清楚的力量，在漫长的地质时期中拉开到它们今天的距离。这样，我们可以把大西洋理解为在第三纪才张开的巨大断裂，在这个断裂不断进行而且今天还在继续的加宽过程中，在美洲地块的西部边缘挤起了狭长的安第斯山脉。我们还可以假设格陵兰直至冰川期还和欧洲及北美洲直接相连，这样，当时极其巨大的内陆冰盖就缩小到一个较小的空间里了；而喜马拉雅山脉则是长形的勒穆利亚——前印度半岛强大并仍在继续的挤压的结果；澳大利亚和新几内亚则向北推进，在最近的地质时代才插入后印度的伸延支脉之间，它们由于动物区系的差异而与周围格格不入（“华莱士线”），这一点今天仍然是对此的明证。对所谓沉没了的冈瓦纳古陆，我们假设南美、南部非洲、前印度和澳大利亚以前曾经是直接毗连时，这样，现在互相距离非常远而分布着的二选纪内陆冰盖残迹，就可以拼接成一个大小合适的同心圆状的极地冰盖了。由于这种可以出现水平移动的假设，使得对大量现象的解释简化了，这就是我们下面将要论述的主要内容。我们由此获得的地壳性质的图景当然是新的，而且在某些方面是怪诞的。但是正如下面还要指出的，这些都不缺乏物理学上的论证。

在阐述之前，我想先作一些历史的说明。皮克令①在 1907 年就已经表达过这种由于海岸线的平行走向而很容易联想到的猜测，美洲是从欧亚大陆分裂出去而被驱离成大西洋这样一个宽度的。固然他是把这个过程和达尔文的假设联系起来的，达尔文假设月球在很久以前从地球抛出去，并认为太平洋洋盆就是这一事件的残迹，同时也就把大西洋的形成放到远古时代去了。史瓦西、里阿普诺夫、鲁茨基等人反驳了达尔文的这种设想，可是最近达奎又表示赞成这种观点。我不想详谈这个问题；因为即使达尔文的想法是对的， 太平洋作为抛离的疤痕这种观点也是难于成立的。既然太平洋是由一种这样奇特的手术造成的，那么为什么其它结构相似的洋盆的起源又会完全不同呢？根据本书提出的观点，各大洋是最外层地球壳层各碎块间的空挡，这些碎块由于不断进行的推挤而面积在缩小，今天只还占地球表面的三分之一。

② 达奎（参看引用过的著作 S.181—183）在我第一批论文的基础上已承认这一点。

① The Journ. of Geol， XV，Nol， 1907；也请参阅 Gaea XLIII，S.385，1907.

在我们能明显觉察出这种推挤作用的山脉地带，它的幅度还要大得多，因此毫无必要虚构其它原因以解释洋盆的形成。太平洋中的海岛带是大陆地块在移动时裂离并滞留下来的边缘部分，它们非常生动地证明了这个过程，因此我们看来并不需要假设抛出月球这样奇特的方式来解释海洋的形成。皮克令提出美洲是从欧非大陆①分离出去的这个思想其实是成功的，可惜由于掺合了达尔文这种宇宙生成的抽象推论而大为失色。

另一篇泰勒②发表的文章更为接近本文阐述的观点。因为泰勒也假设各大陆曾作大幅度的水平移动，尤其是在第三纪，并且往往恰当地把它们和那些巨大的第三纪褶皱带联系起来。对某些过程，例如格陵兰和北美洲的分离， 他的设想和我们是一致的。而对于大西洋，他则认为其整个宽度中只有一部分是由于美洲地块的移离而形成的，而大西洋中间的洋底隆起是沉没的陆桥；我们则认为海岸或者起码陆棚的边缘正是当时断裂的外端。他的目标是从“陆地逸离两极”或类似的造型原理中去寻求地球上大型山脉的分布规律， 而只是偶尔并不加论证地提到大陆的移动。正是由于这个原因，别人在评论他的论述时大多采取怀疑的态度。

上述两篇论文，我都是在基本上形成了我的假说以后才了解到的，因此未能从其中汲取启示。我的最初启示毋宁说是来自对地图的观察，以及从其中感受到的大西洋两岸平行这个直接的印象。过了一些年月，我偶然地接触到了一些古地理方面的研究成果，证实了我开始时认为不大可能的想法，这时我才决定从有关的学科中系统地仔细验证这种大规模移动的可能性，并得以于 1912 年 1 月 6 日和 10 日，在法兰克福（美因河畔）的地质协会及马尔堡促进自然科学学会的演讲中报告此项研究结果①。随后还在当年发表了最初的两篇论文②。

① 前面说“美洲是从欧亚大陆分裂出去”，这里又说“从欧非大陆分离出去”，原文如此。——译者

② F.B.Taylor，Bearing of the Tertiary Mountain Belt on the Originof the Earth’s Plan. B. Geol.S. Am. XXI ， 2， Juni 1910，S. 179—226.

① 演讲的题目是：1.《从地球物理学的基础看地壳大地形（大陆和海洋）的生成》；2.《大陆的水平移动》。

② 《大陆的形成》，见 Geol.Rdsch.III，Heft 4，S.276—292，1912，第二篇以同一题目发表在 Peterm.Mitt.1912， S.185—195，253—256，305—309.