第四章-大陆漂移学说

3、大陆漂移力的问题
大陆是漂浮着的，是什么样的力推动了大 陆漂移？ 魏格纳在解决这个问题时的思路是：从运
动的主导方向，寻找大陆漂移驱动Hale Waihona Puke Baidu。
3.1 离极力
根据对过去大陆位臵的复原，2亿多年前南半球诸 大陆聚在南极附近（并分布着广泛的冰川），以 后逐渐四散，向北漂移。这是一种自极地向赤道 漂移的趋势。 魏格纳还列举出其他一些陆块，断定大陆曾有过 自两极向赤道的漂移，也就是说，大陆漂移受到 一种离极力的作用。
第三节 大陆漂移学说的复兴
一、古地磁研究
1．磁现象
两千多年前，秦始皇在阿房宫大殿的北门是用 巨大的磁石以防备刺客。
战国时，我国制成了司南。11世纪前后制成了 指南针用于航海。大约到了 12世纪末，指南 针才由我国传到西方。
指南针究竟为什么会指南呢？
由于磁体有相互吸引的性质，所以曾有人 设想，在南方或北方很远很远的地方有一
完全相同的比喻。
抉择
赞成
大陆漂移吗？
反对
固定论不会善罢甘休，他们终于找到了致命弱点： 深沉的大陆究竟为何会一漂千里？驱动大陆漂移的 力的来源又在哪里？
1、大陆漂移学说的动力学问题
魏格纳也明白，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，他的学说还是不容易站得住 脚的。
地质方面寻找证据。
1、地质构造上的吻合性
魏格纳首先追踪了大西洋两岸的褶 皱山系和地层。他相当满意地发现，
大西洋两岸的岩石、地层和褶皱构造
确实像搭积木一样可以搭配起来。
非洲南端的好望角( Cape of Good Hope)东西 向的褶皱山脉与南美洲阿根廷的布宜诺斯艾 里斯(Buenos Aires)低山相接，这是一条二叠 纪的褶皱山系 。
5、古冰川证据
瑞士动物学家
阿加西斯 （L.Agussiz）
发现冰川移动
冰 碛 岩
石炭纪－二叠纪
6、大陆漂移 学说的诞生
第二节、大陆漂移学的衰败
一、大陆漂移说的消沉 《海陆的起源》在1915年初版；德文 1920年出了第二版；德文 1922年的第三版；德文原著也陆续被译成英、法、 西班牙、日、俄等国文字。20世纪三四十年代曾出过 该书的中译本。1965年商务印书馆出版了新的中译本 《海陆的起源》（李旭旦译）,1977年重印发行。
两处山地中的泥盆纪海相砂岩层、含有化石
的页岩层以及冰川砾岩层都可以相互对比。
欧洲的石炭纪煤层可以延续到北美洲。
北大西洋两侧古生代期间形成的褶皱山脉，
在大陆拼合后连成一体。 北美洲与挪威南部、英国等地都广泛分布着 泥盆纪相同的陆相地层。
北美洲的阿帕拉契山脉(Appalachian Mts )与 爱尔兰( Ireland)一致。 魏格纳还对比了印度、马达加斯加岛、非洲 之间的地层构造，也同样得出程度不等的对 应关系，而这种对应关系都限于较老的地层 构造。 比喻：好象一张撕碎的报纸，按原样拼接起 来，报纸上的印刷文字能阅读连贯。
这或许是一个涉及大陆形成和地球演
化的大问题，值得认真研究探讨。 ---- 汉堡大学J．W．Koppen
为了证明大陆漂移，Wegener致力 于有关证据的寻找工作，以此来支持 大陆漂移学说的可靠性。
二、大陆漂移学说提出的的有关证据
Wegener认为：如果大西洋两岸曾经连
接在一起的话，那么当时所形成的地层地 质情部也应该是一致的。 因此，他最先从
需要漫长的30亿年。 一大批地球物理学家纷纷起来批评大陆漂移说。
1926年，一位反漂移说学者说：“倘若魏格纳言之
成理，我等岂不要忘掉70年所学的东西而从头学
起。”
第二节、大陆漂移学的衰败
大陆漂移与固定论者之间进行了激烈地论战：
力：A. Wegener－月球潮夕力和地球离心力。 固定论：上述力不足 硅铝层在硅镁层上移动不可能。 大西洋两岸重合有15%的误差。 为何大陆在二叠纪以后才漂移？ 美洲西缘受太平洋底的阻滞，为什么发生褶皱的不是柔 软的太平洋洋底，却是坚硬的美洲大陆？ 魏格纳1930年在格陵兰去世
2）大陆在哪层上漂移？
魏格纳：大陆硅铝层在洋底硅镁层上漂移。 绝大多数地球物理学家：洋底是坚硬的，大 陆竟然能像船一样航行在洋底，这在力学上 是根本不可能的。
杰弗利斯（H．Jeffreys）是反对大陆漂移的代表人
物。 1924年《地球》一书中，据其计算，在地球
自转离心力和潮汐力驱动下，大陆要移动一个弧度，
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 出发批驳了陆桥说。
魏格纳在他的书里这样写道“夸张些说，它们 就像水和水上的冰块一样” 。他断言，硅铝质 的大陆块就像一座座冰山一样沉浮、航行在较 重的硅镁质岩浆里。 现代板块构造说认为，并不是硅铝层漂浮在硅 镁层之上，而是岩石圈漂浮在其下的地幔软流 圈之上。 由于历史条件的限制，当年魏格纳对于地球内 部结构的认识，他不可能对大陆漂移机制作出 准确的解释。
是安如磐石的大陆，居然会像船一样漂
浮活动，这实在不可思议，有人甚至说：
“这是一位大诗人的梦”。
魏格纳这本所罗列的事实是有力的，思维
和逻辑也是严谨的。
1922年一位评论者不由惊叹道：这项理论
一经证实，它在人们思想上引起的革命堪
与哥白尼时代天文学的变革相比拟。
45年后，当海底扩张取得重大成就的时候，
加拿大的威尔逊（J．T．Wilson）对此作了
4、地球物理学家和地质学家的矛盾
1）大陆漂移的力是什么？
魏格纳认为：地球自转的离心力和潮汐摩擦力。 大多数地球物理学家认为，这两种力实在太小，并 不足以驱使深厚、庞大的陆地作长途漂移。
有人计算出它的最大值（在纬度45o处），不过是重力大小的三百万分 之一；潮汐摩擦力也相当有限，一般人都不大相信这样小的力就是推动 大陆漂移的原动力。
这个向西漂移的力又是来自何方？
魏格纳认为是太阳和月亮的引力所产生的潮汐摩擦力。 魏格纳等认为，地球自转的速度由于潮汐摩擦而减缓。 现代测量表明，地球自转的速度确实在变慢。一昼夜的 长度在一百年内增加了l－2毫秒，即大约要过10万年才 使一昼夜增加一二秒钟。 古生物学家研究了珊瑚化石上的日轮和年轮发现，在 3.7亿年前，一年有400天，也就是说，当时每昼夜大 约长21.6小时。
座巨大的磁石山。有人则猜想磁体是有
“灵魂”的东西。
1600年，英国学者吉尔伯特（W，Gilbert）
在他的《论磁》中首先提出，指南针之所以 会指南，是因为地球本身就是一块巨大磁石 的缘故。
1609年英国航海家哈得逊在去北美洲的航程 中发现情况果然如此。
吉尔伯特推断整个地球是一块巨大的磁石，
只是在它的表面上才被一层岩石、泥土和水 所覆盖。
地球的直径为12700多公里，从地面到 它心的地球平均半径6371公里。
地球内部是什么样的状况？
20世纪90年代在俄罗斯科拉半岛的一口超
深井，深度已打到 12公里之下。 地下的情况是什么样子？如何知道？
------地震波
纵波既能在固体中传
2900 km 5000km
播，也能在液体中传播； 横波却不能在液体中传
第四章
大陆漂移学说
Chapter 4 Continental drift
大陆还能漂移？这是一个
多么让人难以置信的问题。
第一节、大陆漂移说的诞生
一、大陆漂移思想的产生
1910德国气象学
家 A. Wegener－－大
西洋两岸形状的互补
巴西 几内亚湾
性产生了大陆漂移思 想。
1911年秋天－－－文献－－古生物 证据－－巴西和非洲之间曾有过陆地相 联系。
播。
在密度不同的两种介
古登堡面
质的界面上，地震波会
发生反射和折射。
根据记录到的各种不 同波的到达时刻，可以
莫霍面
（几十公里）
计算出地下不同深度的
地震波速度。
纵波的传播速度一般是横波的1.7倍
地壳 莫霍面 地幔 古登堡面 地核
硅铝层
硅镁层
1.2 重力和地壳均衡
一个物体不仅受到地心的引力，也受到四
魏格纳的大陆漂移说至20年代初
期才在世界上广泛地传播开来。 对传统的海陆固定论所把持的地学 界来说，无异在一潭死水中投下了一
块巨石。大陆漂移说在当时引起了轰
动。
在学术会议上，在杂志刊物中，到处都
在议论大陆漂移。许多人在初读魏格纳
这部名著时，无不流露出震惊、激动， 也夹杂着难以置信。在人们心目中一向
他从北冰洋上漂流的冰山想象大陆在海底 上漂流。
他在格陵兰从北冰洋上漂流的冰山想象 大陆在海底上漂流。
海底可以移动吗？即海底具有流动性？
魏格纳强调这是力在漫长地质年代长期作
用的结果。
一根火漆棒；冰。均具有可塑性。 所以，地球表层以下的物质在力的长期作
用下，也可能发生流变。
1.1 地球的构造 天有多高？地有多厚？
西非和南美的结晶质地层出露区
2、现存生物的证据
达尔文
赖尔
（生物进化论）
（自传）
（地质学渐变论）
《考察日记》 2nd
大陆漂移
生物学
物种起源的单祖论观点 ：相同的生物种不可
能是在相隔遥远的两个地区分别独立地形成，它
们必定起源于某一地区，然后直接地，或通过第
三个地区传播到另一地区。
大西洋两岸许多生物之间存在着亲缘关系 ： 园庭蜗牛：分布于德国、英国、北美洲
这种离极力又是从哪里来的？
魏格纳设想：地球自转所产生的离心力。
事实上，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。
3.2
月亮的潮汐力
大陆明显是向西漂移。 在南、北美洲的西缘，形成高大的科迪勒
拉－安第斯山系；而在大陆的东缘，曾经
脱落下一些陆地的碎片，在大洋中构成了 星罗棋布的岛群。
面八方的其他物体，如天花板、墙壁等对它
的吸引。但这些东西的质量与庞大的地球质 量（5.98 x 10 27克）相比是微不足道的。
1854年，英国学者普拉特（Pratt）测量过 喜马拉雅山对铅垂线的影响。据他的计算， 喜马拉雅山的引力应该使垂线向北偏斜58 秒，但实际测量结果垂线北偏只有1秒。在 南美洲以及其他一些山脉附近的测量也得 出类似的结果。 难道大山是个空壳子？显然不是。研究表 明山地的质量被山地以下的物质不足所补 偿。在大洋区则正好相反。但通过重力测 量，表明大洋区的重力值未必偏低。
在中国大陆以东的海域，日本、琉球、菲律宾等群
岛就是一些落伍的“行客” 。
新西兰等岛屿刚脱落在澳大利亚的东面。 在中美洲东岸，古巴等安的列斯群岛掉在后面，而 且其中岛屿较小者掉队掉得愈远。 非洲东线的马达加斯加岛、印度南端偏东的锡兰岛
在南美洲南端，大陆尖端弯向东方，且尾随着一些
落后的岛链。
科迪勒拉山系
地球物理学家推断：地核主要是由铁镍等组成
磁铁。 而所有的磁体被加热到一定温度（400－700℃左 右），磁性就完全丧失了。这个温度叫做居里温 度。（铁：760℃，镍：356℃） 地球内部的温度高到几千摄氏度。 法拉第的电磁感应原理
2．指南鱼与化石磁性
北宋时曾公亮《武经总要》的军事书提到，
行军时利用指南鱼来指示方向。书中还记载 了指南鱼的制作方法。 许多岩石（火成岩、沉积岩）的磁性相当稳
定。（为什么？）
古地磁学：通过对岩石中化石磁性的研究， 可以追溯古时候地球磁场的特征和变化历史， 这一门学问就叫做古地磁学。
砖瓦、陶器、灰烬、土块。（考古地磁学 ）
魏格纳质问道：“难道有人真会相信靠一个陆桥就可以进行物种的交换 了吗？为什么澳大利亚和如此邻近的巽他群岛之间没有什么物种的交换， 就像从另一个世界来的外来物一样，岂非咄咄怪事！”
4、古气候证据
西伯利亚北部奥陶纪－石灰岩中有珊瑚化石；
新地岛的泥盆纪－石灰岩中珊瑚成礁； 澳大利亚在石碳纪－二叠纪有冰川覆盖；帝汶岛却有 珊瑚礁的发育。 在北极与南极均有碳矿的存在。 加拿大北部红色页岩。
大陆高山底下必有较轻物质，而大洋底下
则有较重物质。对地壳的研究表明，大陆
型地壳的特点是厚而轻，大洋型地壳的特 点是薄而重。这样就使高山大陆与大洋区 的重力处于某种均衡状态。 地壳均衡概念：从地下某一深度起，相同
面积上所承载的质量是趋于相等的。
2．大陆在哪一层上漂移？
魏格纳识到陆高而质轻，洋低而质重。海洋
蚯蚓：分布于中国、日本、西欧美国东部
（肺鱼、河马、海牛等）
有袋类动物
袋熊
袋鼠
3、古生物证据
南美和非洲都在
石炭-二叠纪找到过
中龙化石
广布于澳大利亚、印度、南 美、非洲晚古生代地层中的 古植物舌羊齿
水龙兽
犬颔兽
分布于南极洲、南非、印度的水龙兽、犬颌兽和迷 齿类动物群，具有惊人的相似性
古生物学家对这些化石的解释是：