(06)二十一世纪之光-第8章
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不断回答新问题
魏格纳教授虽然永远地离开了我们，但是，他那种为了科学，为了真理
而上下求索，不怕牺牲的精神，必将永远存留于天地之间。
尽管他曾经收集了许多关于大陆漂移的有力的证据，但是，他很清楚这
一点，如果不能从理论上对漂移的方式、力源等统称为大陆漂移的机制问题
作出合理的解释，那么，他的学说还是无法自圆其说的。
魏格纳一直在思考这些问题。
那一天，当他迎着刺骨的寒风，独立在格陵兰岸畔，面对大西洋永不疲
倦的不息的波涛，他陷入了纷乱的思绪中。
他想起了1912年1月6日，当他在法兰克福第一次作了大陆漂移方面的
演讲后，心里真像15个吊桶打水，七上八下。他坚信自己已经从地质、古生
物地理、古气候等方面仔细验证了大陆是否漂移这个问题。
然而，茫茫大地这个庞然大物究竟是以什么样的方式进行了如此长距离
的水平位移呢？这个问题长久地索绕在他的心头。
这时，他无意中抬头，忽然，他看到了在他前方的海面上，出现了一座
高大的冰山，正从北冰洋方向，向南缓缓漂流而去。
魏格纳不觉心中一动，大陆，不就像这漂浮着的冰山么？只不过，大陆
是浮在有一定粘性的岩浆上罢了。
那么，地球表层以下为什么会具有一定的流动性呢？
魏格纳经过长期的考察和研究，认为这是力在漫长地质年代长期作用的
结果。
比方说冰，用锤子稍微一敲就碎了，但是，非常厚的冰层蒙受长期压力
的作用，可以呈缓慢的塑性流动状态，这就是冰川。
而地质年代还要漫长得多，时间的因素会起着重大的作用。所以，地球
表层以下的物质在力的长期作用下，也有可能发生流变。
经过长期对大地构造的了解和认识，魏格纳认为地壳可以有硅铝层和硅
镁层之分。他认为，陆地是硅铝质的，硅镁层伏在硅铝质地块之下，而在大
洋底硅镁层是直接出露。
这样一来，魏格纳就认识到了陆高而质轻，洋低而质重。海洋和陆地并
不是地表局部和偶然的起伏不平，而是由地壳组成的根本差异引起的。
魏格纳正是基于这一点，从地壳均衡的观点出发批判了陆桥说。在地球
表面，陆地因其轻而浮起，所以高踞在上，洋盆则伏卧于下。
很难设想，厚而轻的大陆地壳，会深深地沉没，而转变成本质不同的薄
而重的大洋地壳。也就是说，陆桥沉没为洋底是不可能的。
当然，浅海大陆桥从根本上说是大陆地块的组成部分，陆地和浅海之间
的相互变迁，或者说数百米幅度的海水进退现象，是完全可能的，它并不牵
涉到地壳类型的转化。
所以魏格纳并不反对浅海上陆桥 （如北美和西伯利亚间的白令陆桥）升
沉的假说。
从地壳均衡学说看来，大陆是漂移的，那么，又是什么样的力推动了大
陆漂移呢？
魏格纳从多如牛毛的大陆漂移运动图景中找出了运动的主导方向，然后
从中得出大陆漂移驱动力的方向，最后再对这种方向作用力的力源作出分
析。
根据过去对大陆位置的复原，二亿多年前南半球诸大陆会集在南极附近
（并分布着广泛的冰川），以后逐渐四分五裂，向北漂移。
魏格纳则因此而看出大陆有一种自极地向赤道漂移的趋势。按照他的看
法，印度原先曾以一个长形地带和亚洲大陆相连，当印度离极北移时，与南
挤的亚洲大陆对冲，这一长形地带逐渐压缩褶皱，形成了喜玛拉雅山系。
至于这种巨大的离极力又是从哪里来的，魏格纳认为，比较重要的就是
地球自转所产生的离心力。因为除了两极和赤道以外，地球表面上的任何一
点，自转离心力的水平分力都是指向赤道的。
除了离极漂移以外，魏格纳还从地图上看出大陆是明显地向西漂移的。
这特别明显地表现在南美洲和北美洲的西缘，作为漂移着的大陆的前
缘，在向西漂移过程中由于受到太平洋底的阻挡，于是褶皱、挤压成高大的
科迪勒拉、安第斯山系。
而在巨大陆块的东缘，作为漂移着的大陆的后缘，曾经脱落下一些陆地
的碎片，这些落伍的“行者”，在大洋中构成了星罗棋布的岛群。
那么，这个向西漂移的力又是来自何方？
魏格纳认为，这个西漂的力，是来自于太阳和月亮的引力所产生的潮汐
摩擦力。他指出，地球自转的速度由于潮汐摩擦而减缓，这种减缓应当对地
球表层表现最为明显，从而使地球表层或各大陆相对于地球自转（由西向东）
有滞后的趋势，也就是说导致大陆缓缓地向西滑移。
作为新地球观的大胆假设，大陆漂移说以其惊世骇俗的观点打破了一百
多年来人们的传统的偏见。
一些颇有头脑的学者，已经预见到了它的伟大意义，认为，“这个理论
一经证实，它在思想上引起的革命堪与哥白尼时代天文学的革命相比拟”。
但是，统治了世界达百年以上的海陆固定学派不肯就此退出历史舞台，
他们争相攻击魏格纳的观点，诅咒他是不知天高地厚的狂人，他们还利用自
己所把持的刊物和学会对魏格纳及其大陆漂移说发起全面进攻。
但是，真理毕竟是真理，它不会因历史的尘封而变成谬误，或黯淡无光。
是金子，就总会发光的。
源源不断的新证据
本世纪60年代以来，由于古生物学、海洋地质学等学科的迅速发展，魏
格纳的大陆漂移说又获得了新的充分的证据。
世界各国的学者们对大陆漂移说重又进行了充分的研究，从而形成了“大
陆漂移”、“海底扩张”和“板块构造”的三大理论，揭开了一系列重大的
地质奥秘。
大陆漂移说又重新焕发出夺目的光彩。
从50年代开始，科学家们就逐步发现，大洋底部并不是理想的盆地或平
川，它也像陆地上一样坎坷不平，也有高山、平原、丘陵、盆地等各种各样
的地形。
1956年，美国科学家尤因和希曾首先指出，世界大洋洋底纵贯着一条连
续延伸长达64000公里的中央海岭体系。
中央海岭又称中洋脊。在大西洋和印度洋，它正好位于大洋中部，边坡
较陡，分别称为大西洋中脊和印度洋中脊；在太平洋，海岭偏居大洋东侧，
且边坡较缓，通常称为东太平洋海隆。
这条巨大的海底山岭，犹如一条巨龙，蜿蜒曲折，从北冰洋到大西洋、
印度洋，直至太平洋，连成一个环绕全球的大洋中脊系统。
在大洋中脊的中央还有一道宽40多公里、深1至3公里的中央裂谷，这
里便是火山和地震最为频繁的地带。
人们还出乎意料地发现，海洋沉积层的厚度很小，根据地震探测平均只
有0。5公里。
如果以每年沉积一毫米厚的沉积速度来计算，只要大洋存在过10亿年，
就应当有厚达10公里的沉积物。
人们还陆续在洋底的基岩崖壁处挖到一些较老的岩石样品，但直到 60
年代开展深海钻探以前，还没有发现过比白垩纪 （距今13500万年）老的岩
石。
从另外一个方面来看，海洋动物的大多数纲和所有的门在早古生代就已
经存在，在此后没有能产生出一个新的门，这表明海水的存在无疑已有漫长
的历史，海洋必定在前寒武纪就已经存在。
然而，从以上事实看来，洋底的年龄比大陆，甚至比海水本身都要年轻
得多。
如果认为大陆和海洋的位置是固定不变的，海底的年龄就应当与大陆一
样古老，在洋底还应当累积起非常厚的沉积岩层，但事实却截然相反，这就
迫使人们不得不认真考虑洋底和大陆是在移动的了。
60年代初，美国普林斯顿的海洋地质学家赫斯提出了“海底扩张说”这
一新颖的见解。
赫斯是30年代的博士研究生，二次世界大战中，他曾经担任过海上运输
队中校，在他服役期间，曾乘着潜艇在太平洋底发现过洋底山脉。
二次大战结束以后，他潜心研究海洋地质学，在地幔对流说的基础上，
提出了著名的海底扩张说。
赫斯认为，大洋中脊的中央裂谷体系正是地幔物质上升的涌出口，涌出
来的地幔物质，沿着大洋中脊不断上升、溢出，然后冷凝为新的海底地壳，
并且推动先形成的海底逐渐向两侧对称地扩张。
在不同的海区，海底扩张大致有两种情况，一种情况是扩张着的洋底同
时把两侧大陆推开，大陆有如冻结在相邻的海底上，与海底一起向同一方向
移动。
这样，随着新海底不断地生长和向两侧扩张，新生的大洋不断张开，两
侧的大陆逐渐远离漂开。
像大西洋这样的大洋，在海底扩张的作用下，不到两亿年就可以形成。
所以，大西洋中脊和印度洋中脊的裂谷系，不但是制造海底的场所，实
际上也是大陆漂移的发源地。
当洋底扩张到达海沟处，便向下俯冲，重新返回到地幔中去。这时，洋
底并不相邻大陆向两侧漂移。
像太平洋这样古老的大洋，其洋底处在不断新生、扩张和潜冲的过程中，
只需两亿年左右，洋底就可以更新一次。
所以，无论是新生的大西洋和印度洋，还是古老的太平洋，它们的洋底
地壳都十分年轻，不老于中生代。
从1968年，美国第一艘全球航行海洋船“格洛玛·挑战者”号起航，经
过历时四年的考察，获得了极其丰富翔实的海底资料，为“海底扩张说”提
供了直接观察的科学根据。
更为重要的是，这一发现为大陆漂移说提供了“动力源”的解释，魏格
纳所期待的“漂移理论中的力源”终于被发现了。
1965年，英国学者威尔逊勾勒出了板块构造的最初轮廓，最先提出了“板
块构造学说”。
威尔逊指出，在中脊与中脊、中脊与岛弧 （海底），以及岛弧与岛弧之
间都可以由转换断层连接起来，中脊、转换断层、岛弧——海沟系这三种构
造活动带就好像没有端点，它们连绵不断地从一种活动带转换成另一种活动
带，直到最后封住自己的端部。
这样，整个地球表层就被这种首尾相连的活动带分割成若干巨大的板
块。
1968年6月，法国地球物理学家勒皮雄把板块旋转运动的研究又向前推
进了一步。
勒皮雄把全球板块概括为六大板块：欧亚板块、非洲板块、美洲板块、
印度洋板块、南极洲板块和太平洋板块。
在这些板块下面有一层很厚的炽热流体，海洋中脊的裂谷就是这个被称
为“软流层”的炽热流体不断对流上升的部位，也是板块的分界之一。
浮在软流层上面的板块，无论是大陆还是洋底，就像大海中随流漂移的
船只一样，向各个方向移动，形成了多板块之间的互相碰撞或俯冲，引起了
沧海桑田的海陆变迁。
当两个板块相对撞击时，如果是海洋板块碰到大陆板块，就会插入大陆
板块下面；如果相撞的两个都是大陆板块，那就会互相顶撞，发生强烈的挤
压，使地层发生褶皱，崛起成为山脉，而这两个板块则通过火山岩浆活动和
挤压作用，逐渐合并成一块。
随着地球的演化，有的板块合并在一起，有的板块则分裂开来，分裂以
后又向相反方向漂移开去。
这就是大陆漂移学说的理论。
由于板块构造说已发展到全球规模，把大陆和海洋统一在同一系统之下
一起探索，所以，它又被称为“新全球构造”理论。
大陆漂移、海底扩张、板块构造，这三个学说的诞生，标志着从魏格纳
开始的地球科学的革命终于进入了一个新的历史时期。
两大研究
李四光最早进行研究的是含煤地层中古代生物演变历史。由于他当时经
常带领学生到河北省南部的六河沟煤矿实习，他深知要想搞清矿产生成规
律，一定要弄清地层划分的状况。
由于主要造煤时代是石炭纪，因此，对石炭二迭纪地层中所含的微体古
生物科化石标本的研究，就成为这项研究的基本工作。特别是对栖居浅海
海底的单细胞动物的研究更为重要。
是一种浅海的单细胞动物，形如纺锤，在国外被称为“纺锤虫”，栖
居海底。最初出现于石炭纪早期，广泛分布于世界各地，种属繁衍甚多，
到二迭纪末期灭绝。
我国石炭二迭纪地层分布很广，是世界上主要产的地区之一。因此，
对比研究各种化石的形态、特征，确定它们种属演化的关系，是详细划分
石炭二迭纪含煤地层不可缺少的一个重要依据。
但是，这种微体古生物的鉴定工作艰巨而细致，先要把标本切成薄片，
再磨到十分之几毫米厚，然后用显微镜观察。
李四光通过对大量科化石的鉴定，创立了科鉴定的十条标准。他自
己用这个标准定出了20多个新属，并于1927年出版了专著《中国北部之
科》。
由于这项研究所取得的成果，李四光荣获母校伯明翰大学的博士学位。
李四光在研究科的同时，还开始了另外一项非常有意义的工作，那就
是对第四纪冰川的研究。
地球发展史上曾经有过几次大冰期，那时候，地球上的许多地方被冰雪
覆盖着，当天气变暖时，冰雪便融化，这样就形成了冰川。最近的一次冰川
是发生在二三百万年前的第四纪，所以称之为第四纪冰川。
1921年夏春之交，李四光带领学生到河北省邢台沙河县进行野外实习，
发现了一些奇怪的石头，它们不像是水冲下来的，石头上又有明显的擦痕，
很像冰川条痕石，因此，李四光推测，中国可能存在第四纪冰川。
同年6月和7月，李四光头顶烈日又到山西大同盆地进行煤田地质调查，
又一次发现冰川作用的遗迹。
于是，李四光以这两次观察到的现象为内容，发表了《华北晚近冰川作
用的遗迹》的报道，打破了中国近代冰川研究方面的沉寂局面，对外国人认
为中国不存在第四纪冰川的观点提出了挑战。
某些外国地学家对此采取了轻蔑和冷漠的态度，大自然的复杂的多样性
也确实为寻找更多的证据设置了许多难以克服的困难。然而，李四光没有被
困难吓倒。
人们认为中国没有第四纪冰川现象的一个重要原因，是因为这个地区从
第三纪直到今天，一直被认为是属于干旱性气候，因此没有冰雪覆盖的可能，
也谈不上冰川。
可是，李四光自从找到了冰川条痕石以后，他开始考虑，在漫长的干旱
气候中，是否会有间歇性变化呢？为了验证这一点，也为了让更多人能接受
这一事实，他决定寻找更多的冰川遗迹。
十年以后，他四赴庐山实地考察，冰川的擦痕又一次次地展现在眼前。
1936年8月，第四次赴庐山时，他索性把家搬到庐山。
庐山的不同寻常的地貌，特别是牯岭西谷一块巨石矗立在另一巨石上的
奇特景象，给了他非常大的启示。
其后，他又作了大量详细周密的调查，不光得出庐山有大量冰川遗迹的
结论�
