首先,作者是地球物理专业的。本文没有诋毁地球物理技术的意思,只是希望地质学和地球物理学紧密结合,用整体概念代替局部概念。在科学研究中,我们不能随意夸大事实,更不能对数据进行筛选,否则会误导其他科学家,把地球科学引入歧途。
叶城地球物理学
1912年的阿尔弗雷德&米德多特;魏格纳正式提出了大陆漂移学说,并于1915年出版了专著《Kontinente und Ozeane》。在这本书中,魏格纳详细列举了他所发现的支持大陆漂移学说的所有证据,包括地理学、地质学、生物学、古气象学和古生物学中的论据和论点。
魏格纳认为这是在中生代,并延续到不太遥远的过去。曾经有一个巨大的原始大陆(泛大陆)。这块原始大陆后来的分裂和位移,逐渐形成了我们今天所处的大陆格局。他认为大陆漂移有两个可能的原因:月球产生的潮汐力和& ldquo极地漂移& rdquo力,即地球自转引起的一种离心作用。
魏格纳的假设在许多方面遭到反对。这些人从懂事开始就被旧理论教育,认为大陆是静止的,表面是固定的。根据大陆漂移理论,大陆之间存在相对的横向运动。这个大胆的想法,就像伽利略时代哥白尼的理论一样,在世人眼中是荒谬的& ldquo异端& ldquo。就像地球物理学家Ha & middot杰弗里斯等人很早以前就指出,大陆漂移似乎需要巨大的、几乎不可想象的力量,这种力量远远超过了魏格纳本人提出的潮汐力和极地漂移力。
魏格纳知道,大陆运动的原因这个难题的真正答案仍然需要寻找。他在著作(1962,1966)中写道,大陆漂移理论中的牛顿还没有出现。他承认& ldquo要找到漂移这个难题的完整答案可能需要很长时间& rdquo。
在科学史上,带着偏见批判新理论的提出者,试图将已经开始的科学革命扼杀在萌芽状态是一种常见的现象。不仅魏格纳的方法受到攻击,而且因为他没有专业文凭,不是地质学家,而是德国气象学家,他被拒绝参加地质学会议。耶鲁大学古生物学荣誉教授查尔斯·米德多特(Charles & middot);Schuchert (1982,第140页)称大陆漂移假说& ldquo德国理论& rdquo此外,他以明显的赞许引用了p·特迈(法国地质调查局局长)的话:魏格纳的理论只是& ldquo一个美丽的梦,一个伟大诗人的梦& rdquo当人们试图拥抱它时,他们会发现& ldquo他得到的只是一堆泡沫和一缕烟& rdquo。在Schuchert看来。魏格纳的归纳过于轻率,没有考虑地质学的整个历史& rdquo(第139页),他只是一个局外人,一个在古生物学或地质学领域没有做过任何实际工作的人。
Schuchert总结道:& ldquo一个门外汉把他的事实从一门学科移植到另一门学科显然不会得到正确的结果& rdquo。魏格纳被拒绝了& mdash至少部分是因为他不是地质学& ldquo俱乐部& rdquo成员,这已被文献所证实。Ha & middot当杰弗里斯攻击魏格纳的理论、证据和科学方法时,他宣称& ldquo魏格纳基本上是个气象学家。& rdquo切斯特&米德多特,1944年;在《美国科学杂志》(第242卷,第229页)的一篇文章中,R. Langeville错误地指出:& ldquo仁慈的批评家指出& rdquo魏格纳的不一致和疏忽& ldquo可以容忍,因为他不是地质学家& rdquo。更何况,直到1978年,乔治& middotJarrod & middot辛普森(1978,272)也重复了他早先的观点& ldquo魏格纳的大多数古生物学和生物学基础要么含糊不清,要么完全错误。& rdquo他指责魏格纳(这& ldquo德国气象学家& rdquo)敢踏足他& ldquo没有第一手知识& rdquo田野。
所以大陆漂移假说慢慢被忽视,被遗忘了几十年。直到20世纪60年代地球物理学中古地磁技术的出现,才有了转机。古地磁测量表明,欧亚大陆和北美地磁极的迁移轨迹在近代相交于一点,随着时代的久远,两条轨迹进一步偏离。如果欧亚大陆和北美的两条极移曲线叠加在一起,那么大西洋就消失了,欧美两个大陆正好合并在一起。这说明大陆板块确实经历了大规模的水平漂移。大陆漂移假说重新受到重视。
20世纪60年代初,美国海洋地质学家H.H .赫斯(1906-1969)和海洋物理学家罗伯茨。Dietz (1914-1995)在古地磁的基础上独立提出了海底扩张理论。赫斯于1960年在普林斯顿大学的非正式期刊中首次提出了海底扩张理论(卢永祥,2012)。指出地幔中存在热对流,大洋中脊是热对流上升使海底开裂的地方。熔融的岩浆从这个地方喷出,遇水冷却凝固,不断向外推动现有的古老洋壳,导致海底扩张。在扩张过程中,当其边缘与大陆地壳相遇时,被阻挡,于是洋底地壳向下潜至大陆地壳,重新插入地幔,最后被地幔熔融吸收,达到消长平衡,这样洋底地壳每2-3亿年更新一次。
1962年,他正式发表了论文《海洋盆地史》。赫斯在论文的引言中说& ldquo我的这个假设可能需要很长时间才能被完全证实。所以,这与其说是一篇科学论文,不如说是一首地球的诗& rdquo。迪茨是美国海军电子实验室的科学家。他参加过美国海军的海洋探险和海洋地磁测绘工作。1961年在《自然》杂志上发表文章,独立提出海底扩张的观点。大洋中脊区磁异常呈带状,正负相位平行于大洋中脊延伸方向,以大洋中脊为轴左右对称。像磁带一样记录下了海底扩张的过程,有力地证明了海底是从洋中脊向外延伸的事实。
魏格纳的大陆漂移因其驱动力而遭到地球物理学家的反对,但没有得到认可。几十年后,因为地球物理学家对古地磁的研究,认识到大陆会大规模水平漂移。同时,为了解决驱动力机制问题,提出了海底扩张假说。也就是说,海底扩张是基于大洋中脊平行于磁异常带这一事实。
地球物理学也失败了
中间的山脊平行于磁异常带& ldquo铁的事实& rdquo这是海底扩张假说的基础。图1中红色箭头指示的区域是位于北美西海岸太平洋洋中脊附近的磁异常带。底图是法国2007年1: 50万全球磁异常图(法国地学研究居世界第一)。北大西洋大洋中脊磁异常带特征。似乎磁异常带与大洋中脊平行,重合度很好(下曲线扭曲对应的误差也很明显)。
图1全球磁异常图和太平洋洋中脊磁异常带(根据法国2007年全球磁异常图和Vaine 1966年数据)
图2北大西洋大洋中脊磁异常带的特征(根据沃尔夫冈·弗里希等人,2014年)大洋中脊和磁异常带真的平行吗?事实上,以上信息都是以偏概全,以偏概全。全球磁异常带多与大洋中脊不平行,多为大洋中脊切割的磁异常带。
图3显示了太平洋中部和东部大洋中脊的磁异常条带的特征。从图中可以看出,磁异常条带和大洋中脊在很多地方不是平行关系,而是切割关系,大洋中脊切割磁异常。需要特别注意的是,大洋和大洋中脊附近的磁异常往往呈现出非常规则的条带,这并不是实测结果,而是从海底扩张模型推断出的理论结果,因为磁异常是用线测出来的,那些区域并没有很好的覆盖。
图3太平洋中部和东部洋中脊的磁异常条带特征(根据2007年全球磁异常图)图4显示了大西洋中南部大洋中脊的磁异常带特征。从图中可以看出,磁异常带和大洋中脊大部分地方没有平行关系,但是大洋中脊切割了磁异常带。这说明磁异常是先形成的,大洋中脊是后形成的。
图4大西洋中南部海脊磁异常条带特征(根据2007年全球磁异常图)图5显示了红海和印度洋区域洋中脊磁异常条带的特征。我们知道红海是新生代形成的裂谷,传统的板块构造认为它是新生的海洋,大洋中脊就在裂谷的中心。从图中可以清楚地看到,红海区域的大洋中脊和磁异常带之间并没有平行现象,但是大洋中脊切割了磁异常带,这也说明磁异常是先形成的,大洋中脊是后形成的。亚丁湾的磁异常带以低频为特征,大致平行于大洋中脊。
在印度洋地区,几乎所有的大洋中脊都与磁异常带没有平行关系,也是被大洋中脊切割的磁异常带。
图5红海和印度洋区域洋中脊的磁异常条带特征(根据2007年全球磁异常图)总之,地球物理学证实了大陆会漂移,并提出了大陆漂移理论。根据地球物理磁异常,海底扩张再次诞生。但也有学者倾向于以偏概全,用局部磁异常带与大洋中脊平行代替全球大洋中脊与磁异常带平行。事实上并非如此,而是大洋中脊切割了磁异常带,所以地球物理学否认海底扩张。我们得出的结论是:成功是地球物理学,失败是地球物理学。
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