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1、海陆变迁资料
天津惊现两千岁牡蛎礁为海陆变迁提供资料。天津市东丽区一施工单位在施工过程中发现大片贝壳。经专家鉴定确定其发现的是牡蛎礁,年龄在2000岁左右。由于施工人员和部分群众对于贝壳堤和牡蛎礁的区分不分明,起初一些人认为发现的是贝壳堤。专家介绍说,其实此次天津市东丽区发现的这些牡蛎礁为长重牡蛎,又称太平洋牡蛎,经推算牡蛎礁至少生长于2000年前。专家指出,在这些纵向生长的牡蛎礁中夹有横向生长的牡蛎礁,说明在它们的生长过程中,曾经遇到过周围环境的巨大变迁。该牡蛎礁的发现可为研究海陆变迁提供资料。
2、大陆漂移说与魏格纳
地球上亚、欧、非、美、澳大块大陆是怎样形成的?科学界经过长期的研究、争论,终获得多数人赞同的答案:远古时代,地球上只有一块陆地,经过几亿年的沧桑变迁,才演变成现在这个样子。在形成这样一种见解的过程中,德国地质学家魏格纳(1880—1930)起了决定性的作用。为了取得这一学说的证据,他多次考察探险,直到献出宝贵的生命。
魏格纳从青年时代起,就热心探求地球奥秘,并且在考察中敢于冒险。1906年,他为了考察高空气象,乘坐气球飞行52小时,创下世界纪录。1901年的一天,他对着墙上的地图看与非洲西海岸一凹一凸互相对应,好像可以拼合到一起。这一发现使他的大脑兴奋异常,闪现出一连串问号。为了寻找答案,他查阅资料,苦思冥想。不久,萌生了一个“大陆漂移”的奇想。按照这一思路,他开始寻找地质、地理证据,即使在应征参加第一次世界大战时,他也没有放弃研究。1915年,魏格纳得到巴西与非洲很早以前连在一起的古生物学证据,增强了他继续探索的信心。
魏格纳认为:“就像我们把一张撕破的报纸按参差不齐的断边拼接起来一样,如果看到
其间印刷文字行列恰恰相合,就不能不承认这两片破报纸原来是连接在一起的。”为了寻找恰恰相合的“印刷文字”,他长期生活在野外,经过艰苦的考察终于提出了三方面的证据:第一大西洋西岸的许多生物有亲缘关系;第二,大西洋两岸的岩石、地层和褶皱也相吻合;第三,在古气候方面,两极地区有热带沙漠的征兆,而且在赤道森林中找到了冰盖。
他还从地球物理学、大地测量学等方面进行了严密的论证。最后,提出了使人能够接受的“大陆漂移假说”。假说认为:组成洋底的岩石比组成大陆的岩石重,因此,组成大陆的地壳就像“冰山”一样在洋底岩石上漂移。这对现代地质学的发展产生了巨大影响,人们至今仍以这一假说的基本思想作为讨论地壳运动的依据之一。
为了获得第一手资料,魏格纳又于1929、1930年两次到格陵兰岛探险。1930年,50
岁生日那天,他在零下65摄氏度的严寒里顶风冒雪,艰难跋涉160多公里,不幸遇险牺牲。直到第二年人们才找到这位探险者的遗体。
1968年,法国地质学家勒比雄在前人研究的基础上提出6大板块的主张,它们是——欧亚板块、非洲板块、美洲板块、印度板块、南极板块和太平洋板块。板块学说很好地解决了魏格纳生前一直没有解决的漂移动力问题,使地质学在一个新的高度上获得了全面的综合。随着板块运动被确立为地球地质运动的基本形式,地学也进入了一个新的发展阶段。大陆分久必合、合久必分,海洋时而扩张、时而封闭,已成为人们接受的地壳构造图景。到了20世纪80年代,人们确实相信,从大陆漂移说的提出到板块学说的确立,构成了一次名副其实的现代地学领域的伟大的革命。
魏格纳去世30年后,板块构造学说席卷全球,人们终于承认了大陆漂移学说的正确性。由此可见:一种正确的理论在其初期阶段常常被当作错误抛弃或是被当作与宗教对立的观点被否定,后期阶段则被当作信条来接受。但无论如何,人们至今还纪念魏格纳的,不是他生前冷遇与死后热闹,而是他毕生寻求真理、正视事实、勇于探索和不惜献身的科学精神。
3、板块构造学说
从地表到地下平均约60公里厚的这个地球固体层,即“岩石圈”。它包括了全部地壳,还包括上地幔的一部分。它的组成物,主要是坚硬的岩石。
岩石圈是与人类关系最密切的一个地球圈层。它不但是人类赖以居住的基地,而且是江河湖海的依托。岩石圈上的土壤,是全球植物生长的“摇篮”。岩石圈还是人类所需矿产资源的供给地。人类在地面上进行建设,无论是开凿运河、兴修水利,还是建设城市、修建铁路等等,无一不是与岩石圈打交道。此外,地壳运动、火山、地震、山脉形成等自然现象的发生,也都与岩石圈的活动有着直接关系。从地表到岩石圈沉积岩底,这部分范围还是“地理环境”的组成部分,直接参与了地理圈的物质、能量交换运动。
岩石圈既然如此重要,它在全球大地构造方面的组合,以及运动形式,又是怎样的一种情况呢?
(1)岩石圈的单元──“板块”
1968年,法国一位叫做勒皮顺的科学家,他根据所掌握的各方面资料分析,认为包围着地球表面的一层坚硬岩石圈,并非“铁板一块”而是被一些活动带(如大洋中脊、大裂谷、海沟、转换断层等)分割成许多相互独立的块状单元,这种板状块体,称为“板块”。
他首先将全球岩石圈划分为六大板块,即太平洋板块、欧亚板块、印度洋(或印度──澳大利亚)板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。这六大板块也叫“巨板块”。板块的分界不受海陆限制。除太平洋板块全部属洋壳板块外,其余五大板块既有海洋又有陆地。当然,大板块外,还可分中板块、小板块、微板块等层次。板块的内部,相对是比较稳定的。
大板块的运动方向,每隔两亿年才发生变化。如太平洋板块是从太平洋中生长出来的新海洋壳,以传送带的方式,平均每年以5厘米的速度向西移动,2亿年可移动1万公里。从太平洋中部至马里亚纳海沟的消亡带,正好约1万公里,而马里亚纳海沟及其附近的海底岩石年龄也正好为1.5亿~2亿年。此事实正好说明太平洋约每2亿年更换一次底。
中板块是大板块破裂后产生的,一般分布于大板块的前进边缘和大板块之间。其运动方向受大板块影响,运动方向大约几千万年或几百万年才发生变化。岩石圈中的菲律宾板块、科科斯板块、纳斯卡板块、阿拉伯板块、索马里板块、加勒比板块,就属于中板块。
小板块面积小于或相当10万平方公里。分布地常在大陆和大陆、或大陆和岛孤的碰撞带中。其运动主要受大板块运动所控制。岩石圈中的土耳其—爱琴板块、伊朗板块、亚德里亚板块、汤加板块、新赫布里板块,即属小板块。
微板块是最小的板块单元,一般测察手段不易发现,是借助人造卫星、同位素年龄、古地磁数据、地热流变化、岩石成分等测定,来确定较大板块内是否有其存在的。
(2)板块间的巧妙“拼合”
板块之间的连接方式,不是随便“贴”在一起的,而是通过一种“巧妙”的“拼合”,衔接起来的。拼合的方式,大体有三种形式:
①挤压型拼合
此种板块拼合,是两大岩石圈板块的彼此会合、对冲、碰撞。由于拼合对象不同,拼合方式也各有别。如大陆板块与大洋板块相遇,由于大陆板块比重小(为硅铝质)、密度小、位置较高,大洋板块比重大(为硅镁质)、密度大。且位置相对较低,大洋板块则采取45°角度俯冲于大陆板块之下。这个俯冲的地带,叫做“俯冲带”。在俯冲带上,俯冲的这边可形成很长的深海沟,被挤压抬升的一边则形成岛弧和海岸山脉。如西太平洋的一系列海沟和岛弧;美洲西岸的海岸山脉、安第斯山脉,就是这样形成的。如果大洋中脊(海岭)是产生新洋壳的发源地;那么。大洋的海沟则成为老洋壳的消亡地。大洋地壳年龄都相对很年轻,一般不超过2亿年,就是由于大洋不断“换底”所致。
如果是两个大陆板块相碰撞,他们则是以挤压方式相“拼合”,由于两个大陆板块相向(面对面)移动,它们的前方经互相碰撞,受到挤压强烈变形,会形成褶皱山脉。原来分离的两块大陆缝合起来,其接触线地壳出露,成为“地缝合线”。如印度板块与亚欧大陆板块相撞,则形成了喜马拉雅山。雅鲁藏布江或其以北的地区为两大板块的地缝合线。