1912年1月6日:大陆漂移!

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解剖学家和自学成才的地质学家尼古拉斯·斯特诺,1673年

1912年1月6日,德国气象学家阿尔弗雷德·魏格纳在一个题为“Die Heraushebung der Großformen der Erdrinde (Kontinente und Ozeane) auf geophysikalischer Grundlage”(地球地壳(大陆和海洋)大地形在地球物理学基础上的隆起)的讲座中首次提出了他的古代超大陆盘古大陆的假说,现代所有大陆都从盘古大陆分裂开来。

三年后,他将出版他的著作《Entstehung der Kontinente und Ozeane》,该书在第三版中被翻译并于1922年以《The origin of continents and oceans》(大陆和海洋的起源)为名出版。

魏格纳并没有提出全新的东西;因为他的想法是基于早期的观察和建议,但在他的工作中,他收集了大量的证据,他的讲座引发了科学界的激烈讨论。

1889年和1909年,意大利小提琴家和科学家罗伯托·曼托瓦尼根据他对留尼汪岛火山岛的观察发表了一个假设:火山爆发期间形成的裂缝甚至可以分离岛屿的很大一部分,那么整个大陆是否有可能分裂开来?曼托瓦尼收集了各种证据并出版了地图来展示假想的古代大陆的形状(魏格纳将使用这些地图来支持他的想法),但他用地球的缓慢扩张来解释古代大型大陆分裂背后的驱动力。

1908年,自学成才的地质学家弗兰克·B·泰勒提出,地球地壳受到月球潮汐力的影响,大陆在某些地区被拉开,在其他地区被推到一起,形成像地毯一样的褶皱。然而,所涉及的力太弱,他的解释被认为不可信。奥地利地质学家奥托·安普费勒在1906年推测,阿尔卑斯山脉是由上地壳褶皱形成的,他提出的驱动力是岩浆沉入地幔并将地壳碎片向下拖拽(!)。然而,这种“Unterströmungstheorie(也称为Subfluenztheorie)”缺乏令人信服的能量来源,并且无法解释阿尔卑斯山脉成因的所有方面,因为它仅暗示了形成褶皱和逆冲断层所需的拉力而不是压缩力。

魏格纳在1910年开始对单一大陆的想法感兴趣,通过观察地图集并注意到非洲和南美洲的海岸线。不久之后,他阅读了一篇古生物学论文,讨论了分隔大陆之间陆地化石生命形式的相似性。

魏格纳收集了各种已发表的证据来支持他的单一大陆理论

- 就像拼图一样,大陆的轮廓(尤其是大陆架)似乎可以拼合在一起。

- 南美洲-非洲和欧洲-北美洲的海岸线沿线存在各种地貌学和地质学上的相似之处。

- 在今天被广阔海洋分隔的不同大陆上可以找到陆地脊椎动物和植物的化石。

- 古代气候的化石证据,今天没有可识别的模式,当大陆拼合在一起时,将形成气候带。

魏格纳认为,对化石记录中模式的普遍解释是不可能的:连接大陆和栖息地的古代陆桥(如今天的巴拿马地峡)由轻质大陆花岗岩地壳组成,这些密度较低的岩石不可能简单地沉入密度高得多的海洋玄武岩中并消失得无影无踪。

他将在1911年在一封信中向他的岳父,弗拉基米尔·彼得·柯本教授解释他的想法。

“您认为我的原始大陆是我凭空想象出来的,但这只是对观察结果的解释问题。我基于海岸线的匹配性提出了这个想法,但证据必须来自地质观察。”

“这些迫使我们推断,例如,南美洲和非洲之间存在陆地连接。这可以用两种方式解释:连接大陆的沉没或分离。以前,由于永久性的概念未经证实,人们只考虑前者而忽略了后一种可能性。但是,现代的均衡理论以及更广泛的我们当前的地球物理学思想反对大陆的沉没,因为它比其所依附的物质更轻。因此,我们不得不考虑另一种解释。如果我们现在发现许多令人惊讶的简化,并且终于可以开始真正理解大量地质数据,那么我们为什么要延迟抛弃旧概念呢?”"

魏格纳的大陆漂移假说(一个主要由批评者采用的朗朗上口的短语,因为魏格纳更普遍地谈论“位移理论”)受到了褒贬不一的评价。大多数地质学家认为这是从文献中挑选轶事。然而,一些具有野外经验的地质学家,尤其是在非洲和南美洲,很快就相信了这种可能性。

像泰勒一样,魏格纳也无法解释使大陆在地壳中移动所需的力。魏格纳想象大陆就像巨大的冰块漂浮在密度高得多的海洋地壳上并被其包围。他提出了引力、潮汐力和离心力,但英国地球物理学家哈罗德·杰弗里斯证明这些力太弱,或者如果足够强,就必须停止地球的自转。

魏格纳本人对批评者做出了回应,并试图在他的著作的各个版本中回应他们,但收效甚微。最大的问题仍然是缺乏大陆运动的直接证据以及对机制和巨大能量供应的必要解释。最重要的是,魏格纳认为他的工作是其他甚至未来科学家的起点和刺激,但这一信息在他那个时代并没有被完全理解。

图1-3。 “Eppur si muove!” 盘古大陆前超大陆的重建以及随后从石炭纪到第四纪分裂成各个较小的大陆的过程。摘自 WEGENER, A. (1929): Die Entstehung der Kontinente und Ozeane. 第4版。(公共领域图像)。

魏格纳于1930年去世。他的大陆漂移假说在许多方面是错误的:移动的不是单个大陆,而是整个地壳板块,驱动力来自地球内部,而不是外部。然而,他最重要的遗产是将大陆移动的想法引入科学界和公众(甚至洛夫克拉夫特也受到了魏格纳著作的启发)——几十年后,这一遗产将影响一种新的理论:板块构造学。

参考文献

MILLER, R. & ATWATER, T. (1983): Continents in Collision(碰撞的大陆). Time-life books, Amsterdam: 176

SCALERA, G. (2003): Roberto Mantovani an Italian defender of the continental drift and planetary expansion(罗伯托·曼托瓦尼,意大利大陆漂移和行星膨胀的捍卫者). From Scalera, G. and Jacob, K.-H. (eds.): Why expanding Earth?(为什么是膨胀的地球?) - A book in honour of O.C. Hilgenberg. INGV, Rome: 71-74

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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