从收缩地球到早期超大陆

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"它们是什么?

思想的创造?- 思想可以创造物质,

而人们可以创造自己的行星


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拥有比过去更聪明的人,并赋予

形式以气息,使其能超越所有血肉之躯。"

"",拜伦勋爵 (1788-1824)

早在第一批美洲大陆地图出版(1507年及之后)时,非洲西海岸和南美洲东海岸之间的相似性就引起了地理学家和博物学家的兴趣,这种迷恋在随后的几个世纪中持续存在。1620年,英国哲学家弗朗西斯·培根(Francis Bacon)在他的《新工具》("Novum Organum")中注意到这种拼图形状,并声称“这不仅仅是一种好奇心”。1658年,蒙克弗朗索瓦·普拉塞(Francois Placet)出版了一本小册子,题为《大小世界的瓦解,证明美洲在洪水之前与世界的其他部分相连》("The break up of large and small world's, as being demonstrated that America was connected before the flood with the other parts of the world.")。他认为,这两个大陆曾经通过失落的“亚特兰蒂斯”大陆相连,是圣经中的洪水将它们分开。

在接下来的250年里,用圣经洪水来解释大陆形状的观点仍然非常流行。

图1. 插图来自托马斯·伯内特(Thomas Burnet)的著作《地球神圣理论》("The Sacred Theory of the Earth"),出版于1684年,其中他试图用圣经洪水来解释大陆的形状。地球同质的原始地壳破碎(第一幅图),释放出地下的水。这些水覆盖了整个星球(第二幅图),最终流回裂缝中,留下地壳碎片,这些碎片现在构成了现代的岛屿和大陆(最后一幅图)(公共领域图像)。

伟大的法国古生物学家布丰(Buffon)在他的《自然史》("Les Epoques de la Nature")(1717年)中,不仅探讨了地球的年龄,还推测存在一座连接爱尔兰和美洲的陆桥,以解释在大西洋两岸发现的化石贝壳的分布。

美国总统(费城学院和大学)和博物学家本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)在1782年给法国地质学家阿贝·J·L·吉罗-苏拉维(Abbé J. L. Giraud-Soulavie)的信中,对在山顶上发现的海洋化石做出了解释,如下:

如果地球中心是固体的,那么地球表面的这些变化在我看来不太可能发生。因此,我设想内部部分可能是一种比我们所知的任何固体都更稠密、比重更大的流体,因此它可能会漂浮在这种流体中或之上。这样,地球表面就会是一个外壳,可能会因其所 resting 流体的剧烈运动而破碎和错乱。

伟大的德国博物学家和地理学家亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt)从1799年到1804年间考察了南美洲,并观察到两个海岸线之间的相似性不仅限于形态模式,还包括地质特征:似乎在一个大陆上结束的山脉在另一个大陆上继续延伸,巴西高原类似于刚果的地貌,亚马逊盆地在几内亚低地有对应之处,北美山脉在地质上与欧洲古老的山脉非常相似,墨西哥的岩石与在爱尔兰发现的岩石相似。

图2. 墨西哥雷格拉玄武岩中的柱状节理,如亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt)(1810年)的《科迪勒拉山脉风光和美洲民族纪念碑》("Pittoreske Ansichten der Cordilleren und Monumente amerikanischer Völker.")中所描绘的(公共领域图像),随附的文字解释说:

“铜版画上展示的雷格拉玄武岩无可辩驳地证明了这种形式的同一性,这在不同气候的岩石上都有记录。旅行的矿物学家只需看看这幅画,就能认出维瓦赖、尤加内安山脉或爱尔兰安特里姆山麓的玄武岩形态。在欧洲岩柱中观察到的最小巧合也在这组墨西哥玄武岩中被发现。如此巨大的相似性让我们假设在不同的时间时期,在所有气候下都存在相似的形成原理,被致密石灰岩和黏土板岩覆盖的玄武岩一定比那些 resting 在煤层和砾石层上的玄武岩年龄不同。”

但即使是洪堡仍然认为,大西洋代表着一条巨大的古老河床,随后被圣经灾难淹没。

法国动物学家让-巴蒂斯特·拉马克(Jean-Baptiste Lamarck)提出了一个令人惊讶的新假设。为了解释在陆地上发现海洋动物化石的现象,他提出大陆以非常特殊的方式在全球范围内缓慢“移动”。单个大陆的东海岸线被海水侵蚀,但与此同时,新的沉积物沉积在西海岸,因此大陆显然在全球范围内移动,海洋变成了陆地。

不幸的是,同样由于缺乏证据支持他的理论,拉马克未能为他的《水文地质学》("Hydrogéologie")找到出版商,并于1802年自费印刷了1025册,但只售出了少量书籍。

在19世纪早期,另一种假说被提出以解释地球的形状:美国地质学家詹姆斯·德怀特·达纳(James Dwigth Dana)提出的收缩地球理论解释说,山脉和大陆是地球冷却和随后收缩的产物。就像一个古老而干燥的苹果一样,收缩的地球表面会产生裂缝(盆地)和皱纹(山脉)。

奥地利地质学家爱德华·休斯(Eduard Suess)在他的多卷著作《地球的面貌》("Das Antlitz der Erde")(1883-1909年)中出版了这张手绘地图,显示了原始大陆的假定遗迹——被年轻盆地包围的保存下来的“地壳核心”,这些盆地今天被海洋填满。奇怪的是,他还暗示,沿着太平洋边界发现的深海海沟是海洋底部被推到大陆下方的区域(!)。

图3. 手绘地图显示了奥地利地质学家爱德华·休斯(Eduard Suess)在《地球的面貌》("Das Antlitz der Erde")(The Face of the Earth)1883年至1909年出版的著作中描绘的原始大陆“核心”(公共领域图像)。

但是,收缩地球理论无法解释地球上山脉分布的不规则性,以及为什么存在构造运动和地震强烈的地区以及“安静”地区。根据这一理论,这些特征和事件应该随机分布在一个同质的冷却和收缩的星球表面上。

早在1858年,法国博物学家安东尼奥·斯奈德-佩莱格里尼(Antonio Snider-Pellegrini)(1802–1885)就发表了一幅重建图,描绘了美洲和非洲在一个体积固定的星球上形成一个单一大陆的情景。但是,斯奈德-佩莱格里尼无法提出令人信服的机制,除了大洪水——即使在当时也是过时的想法——来解释移动整个大陆所需的力量。

图4. 安东尼奥·斯奈德-佩莱格里尼(Antonio Snider-Pellegrini)于1858年绘制的这张重建图是首批展示古代超大陆的地图之一(公共领域图像)。

由个体运动形成古代超大陆的想法将被忽视,直到20世纪早期,当一本图集再次抓住一个人的想象力。

参考文献

FRISCH, W.; MESCHEDE, M. & BLAKEY, R. (2011): 板块构造——大陆漂移和造山运动("Plate Tectonics - Continental Drift and Mountain Building")。施普林格出版社: 212

MILLER, R. & ATWATER, T. (1983): 大陆碰撞("Continents in Collision")。时代生活图书,阿姆斯特丹: 176

My name is David Bressan and I'm a freelance geologist working mainly in the Austroalpine crystalline rocks and the South Alpine Palaeozoic and Mesozoic cover-sediments in the Eastern Alps. I graduated with a project on Rock Glaciers dynamics and hydrology, this phase left a special interest for quaternary deposits and modern glacial environments. During my research on glaciers, studying old maps, photography and reports on the former extent of these features, I became interested in history, especially the development of geomorphologic and geological concepts by naturalists and geologists. Living in one of the key area for the history of geology, I combine field trips with the historic research done in these regions, accompanied by historic maps and depictions. I discuss broadly also general geological concepts, especially in glaciology, seismology, volcanology, palaeontology and the relationship of society and geology.

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