大陆漂移说的基本内容及重要意义赫次勒及福各特Heirtzler and Volgt 1971 曾
根据平行於中洋脊的地磁异常分析大陆飘移及地极回移。他们讨论之衣饰这样一个分析涉及很大数目的变数做结论。但是他们将大陆飘移定义为〃嵌有大陆於板壳之间的特殊运动情形〃而简化了他们的结果。这个观念的简单延伸可以容许将〃海洋飘移〃定义为嵌有海洋於壳间的特殊运动情形。板至少太平洋的一部份显曾参与这样的运动。大多数的证据显示自中生代以来至少中太平洋的一部份也许〃嵌在〃一块板壳之内曾经向北迁移大约20度或2000公里以上。这个赫次勒福各特观念可以更进一步的延伸如注意到已知海洋及大陆地区的张裂屿扩张明显地是由深置的张力所致。因此我们可以说〃海洋漂流〃及〃大陆扩张〃为对偶於大陆飘移及海底扩张的现象。一个类似性质的证据发现在非洲张裂谷中谷中的火山作用在组成及体积上下都不同於海脊中央的情形这指出至少在某些情形扩张大陆之下的地热梯度比扩张海底之下者要低很多。麦克道加尔分析生成上下与海脊峰顶有关地区中玄武岩流的发生。杜威及柏德分析过载板壳边缘的蛇纹复岩体上冲带如在纽芬兰者所扮演的角。波斯哈得及麦克法兰认为加纳利岛并不成为非大陆的喷出的独立巨大火山岩体。此地区的地壳组成形成一个完整普系的岩石类型范围丛海洋的到大陆的物质指出那个地区有一个复杂的岩浆构造史。总之纯粹大陆动态及海洋动态之间的区别显然并不如一度想像的那麼明显。很多大陆的动态为海洋内类似动态的复制很多海洋的动态亦为大陆内类似动态的复制。因此所有地表动态的有因机动体系必位海洋及大陆之下深处在一个比最老的大陆更老的全球性统一系统之内。大陆飘移、岩浆活动、与全球地热形式因为大陆飘移几常与岩浆活动相连发生而岩浆活动则几沿著全球性最大热
流量的发生指出在这三个现象间有一个有因的关系。斯克雷特及法兰契图Sclater and Francheteau 1970 由一个全球性的分析认为正在扩张的板壳的交面海洋岩石圈散失的热其总量可达地球的总平均散湿热的百分之四十五。部份散失也与下移板有关。朱里安Julian 1970 发现刻马得克岛附近下移层板之外的低黏性地区中的分融造成至少四公里/ 秒相当大的大的震波速度增加。宇津Utsu 1967 等人有分析过其他有关大陆飘移与全球地热形式之间关连的问题。这些分析中没有一个对地球的地热动态到底是如何与大陆飘移及海地扩张和隐没板壳交面处的岩浆活动相关提供完全满意的解释。重组六亿年前的超大陆比盘古大陆更早的神秘超大陆科学家推测2亿年前曾有个盘古大陆的存在然而比之更老古老的大陆分布状况使中是个迷。由於最近南极大陆的地质调查工作陆续获得成果於是六亿年前亦有个超大陆的存在的推测便逐渐浮上台面。以下探讨盘古大陆之前的大陆移动状况重组六亿年前的大陆。一盘古大陆之前的大陆分布状况盘古大陆不是一直存在於地球历史中。我们知道在盘古大陆之前大陆早已分和数次但由於无法获得古老海洋的资料。因海洋会隐没到地球内部所以现在的地球表面不到2亿年以上的古老海洋地壳。所以科学家很难精确重现盘古大陆之前的大陆分布。在盘古大陆即将形成前盘古大陆可分为北边的劳拉西亚Lartasia continent和南边的刚瓦纳Gondwanaland。北边的劳拉西亚视现今北美大陆合一部份的欧亚大陆南边的刚瓦纳是非洲、南美洲、南极、澳洲等大陆与印度次大陆所构成。欧亚大陆的大部分是由较小的陆地碎片藉著板块运动所拼成。而要重现比盘古大陆分布状况则先出劳拉西亚大陆西岸即现在北美洲大陆西侧6亿年前地质构造的某些片段。因为当时北美洲大陆西岸的地质构造可能试伴随巨大陆块的分裂所形成。二复原6亿年前的超大陆经人们的调查以南极大陆沿著东
经150度分布的南极横贯山脉为界分为东西南极两部份。西南极是6亿多年以来许多互相接附的陆块集结而成。东南极则是6亿年前的大陆其地质构造与北美大陆西侧的地质相同。而澳洲大陆东南也发现同一地质构造。又南极大陆和澳洲大陆皆为刚瓦纳大陆的一部份这也暗示了北美大陆西侧曾与刚瓦纳大路相连。此外科学家也发现在东南极发现了北美洲大陆东侧纵惯南北的格伦尔造山带之片段其造山带为10亿年前所发生的由此可之北美大陆和东南极在6亿年前是相连的。所以根据过去有关的大陆分布研究科学家推论6亿年前有个超大陆存在而其反侧有一片超大洋非洲大陆东侧、东南极和印度次大陆的沿岸就林接著这片超海洋。三从超大陆的分裂到盘古大陆而在超大陆形成后开始以顺时针方向移动。约五亿年前超大陆的北美洲和南美洲大陆开始连接处分裂使超大洋缩小至不见。而南美大陆和非洲大陆则转到东南极和印度次大陆组成刚瓦纳大陆。同时北美大陆也从南极大陆和澳洲大陆这一路块分裂开来沿著顺时针方向在刚瓦纳大陆周围移动。接著北美大陆又接上了非洲大陆和南美大陆此一陆块。於是陆块再度聚集在2亿5000万年前形成盘古大陆。由6亿年前的超大陆到盘古大陆至今大陆聚合了两次此种陆块一在聚集、分裂的过程为「威尔逊循环」。大陆漂移说的证据目前主张大陆漂移说的学者都是根据地质上的研究提出下列的证据说明大陆曾经是漂移过的。古生物学的证据世界上很多生物分布在同一时代的不同大陆之上大陆间有海洋阻隔但是这些生物都无法飞越或游过其间广大海洋的。一种石炭二叠纪的羊齿植物名叫los sopteris现在南美洲、南非洲、澳洲、印度、和南极洲各地。因为这类植物的成熟种子很大无法由风越洋吹送所以可以证明这许多南半球的陆地原来是相连的。又有一种二叠纪的大爬虫Mesosaurus和另一种三叠纪的爬虫ynognathus只见於大西洋两岸的南美洲和南非洲如果这两类爬虫
能游水就不会只在上述两洲的南部出现这可以证明这两洲原来是相连的。另外有一种大爬虫名叫Lystosaurus完全是陆上的生物无法游泳渡海。但是这种爬虫类曾在南非洲、和南极洲的三叠纪地层中被发现也在中国、印度苏俄等地发现这可以证明各大洲原来是相连在一起的大陆以后因漂移而分散。虽然有人试图以各大洲间曾经有陆桥相连来解说这许多生物的普遍分布但是海底地形测量并未发现在海底有轻的大陆地壳存在不能证明有沈入海底的陆桥。再就生物演化的研究也可以发现大陆曾经漂移的证据。哺乳类动物可以分为两大类一是胎生类Placental一是有袋类Marsupial 就化石研究的记录有袋类先於胎生类动物出现在地球上在七千万到一万万年以前有袋类动物遍布地球上各地表示当时地球是连成一块陆地在以后的几百万年内胎生类动物出现在地球上他们生性凶残就把有袋类吃食殆尽。但是约在七千万年以前的时候大陆开始分离漂移有的分开后又在重合只有澳洲大陆分开后就不再和其他大陆相连因之库克Cook船长在1770年登陆澳洲时发现的哺乳类都是有袋类动物这也是目
汽车如何漂移前袋鼠只有在澳洲生存的原因了。大陆边缘的吻合英国的布拉德Edward Bullard
等人在1965年利用电脑计算以大陆斜坡的中心约500寻或九百公尺的深度为基准把大西洋东西两侧的陆地接合起来可以拼凑的非常吻合好像拼七巧图一样的完善同时两边陆地上的岩性和构造也是非常吻合好像原来是一张报纸现在被撕成两半一样。地质构造和其他的证据很多地质现象在大西洋一边的海岸突然中止而在其另一边的海岸又告出现。例如东西向的褶皱山脉在非洲南端的好望角Cape of Good Hope突告中止但是在南美洲阿根廷的布宜艾诺斯Buenos Aires又有同样构造的山脉出现其他的构造和岩石性质
也在大洋的两侧可以彼此配合北美洲的阿帕拉契山脉
Appalachian Mts 向东北延到加拿大的纽芬兰突然中止而越洋到爱尔兰Ireland的海岸又再度出现。古生代早期发生的加里东尼亚Caledonian山脉更可以说明这个情形这个山脉呈东北向延伸由挪威、格陵兰的东部向西南延经英国的威尔斯及苏格兰到达北美洲的纽芬兰和新英格兰地区直达非洲撒哈拉的西北部止。此外有很多的金属矿带包括锰、铁、金和锡等都可以在大西洋的两边陆地上彼此遥相接连。最重要的一点是大西洋两侧陆地的地质相同情形只有发生在白垩纪以前的地层中因为大陆漂移是相信在侏罗纪时候发生的。冰川作用的证据约在三亿年以前古生代的后期南半球有分布极广的冰川作用曾在南美洲、非洲、澳洲、印度、和南极洲发现。由冰川沈积物所指示的冰川流动方向可以证明是由当时拼合起来的南半球大陆内陆为中心向四方流动的这些地方除南极洲外目前都接近赤道不是寒冷的气候。同时在北半球的陆地上同一地质时代的地层中没有发现冰川作用再根据植物化石可以证明该时是热带气候。这种事实很难用大陆固定的说法来解释然而却可以证明当初大陆的位置和现在一定不同以后必有漂移作用发生。古气候学的证据南极洲上发现大量的煤矿证明现在冰天雪地的南极洲以前的地理位置定是湿润的植物繁殖区。北半球有很多地区有广大的古生代晚期所造成的煤田表示当时这些地区都是植物丰盛的热带沼泽地区后来由於大陆漂移而移到目前的地理位置。很多岩盐和风成砂岩再美国的二叠纪地层中出现证明在当时这里必定接近赤道而气候十分乾燥。这许多地质现象的存在都可以指示过去的气候带应该和现在的地理位置不配合而大陆是曾经移动过去的。古地磁和磁极的移动到了1950年代有两种新学科的研究
领域的发展对大陆漂移说的发展造成一个转捩点这就是古地磁Paleomagnetism 和海底地质和地形的研究。有许多岩石在形成时带有弱磁性岩石和矿物的具有磁性来自地球的磁场Magnetic field。地球的磁场可以假设地球中心有一块磁铁具有一个磁轴Magnetic Axis和两个磁极Magnetic Pole一为指向北的磁北极一为指向南的磁南极。地球的磁轴并不和它的地理轴或自转轴一致两者约成11度的交角。地球磁场的真正产生原因还不十分明了一般书上都根据自发的电磁波发电机Self-exciting Dynamo的原理来说明之这是美国的埃耳赛Walter Elsasser和英国的布拉德Edward Bullard所创立的。在火力发电厂中蒸汽推动一个导电体再在一个磁场中转动就可以产生电流。地球内部的外核是产生地球磁场的主要可能场所因为外核是流体组成其铁质的成分又是良导体。这个具有导电性能的外核对著包围在外面的地函发生转动在原有的小型磁场中就可以产生电流由这个电流可以产生地球的磁场。因为这个电流造成其本身的磁场所以名之为自发发电机。这个作用的发生需要一种或多种的能源使具有导电性的铁质流动性外核发生对流性的转动或运动由此产生电流增加磁场的强度再进而增加电流的强度。如此交替进行最后可以使对流运动、电流和磁场达到平衡的状态这就是自发的发电机原理。一般认为地核中放射性元素的蜕变可能是主要的热源。地球的自转对地球磁场的产生有重要关系所以磁轴和地球自转轴的位置很接近。大陆漂移说的复活得力於古地磁Paleomagnetism研究所提供量的方面的证据。古地磁研究保留在磁性岩石或矿物中的地球古地磁场所以也名为化石磁性Fossil Magnetism 。当岩浆冷凝结晶到某一矿物的居里点温度以下时这个矿物就开始具有磁性名叫自然存磁性NRMNatural Remanent Magnetism 。在这矿物中南北磁极的排列方向和当时地球磁场的南北磁极排列方向相同。在沈积岩造成时其中所含的磁性矿物也可以产生存磁性其磁极的排列也和当时地球磁场的南北磁极排列方向相同。在1950到1960年
间地球科学家在各地采集岩石标本决定其地质年龄和存磁性以重建以往地球磁场的演变史这就是古地磁的研究由此研究可以得到三项重要发现1磁极的移动Polar Wandering 2地球磁场磁极的倒转Magnetic Polarity Reversal 3海底地磁异常带的对称性排列。根据岩石中存磁性方向的测定可以决定这个岩石造成时地球磁极排列的方向和纬度的位置这是由岩石中古地磁的磁偏角Magnetic Declination和磁倾角Magnetic Inclination 以及磁场的强度来测定的。由古地磁研究所测得若干大陆在不同地质时间的磁极位置结果发现所测不同地质时间所成磁性岩石的磁及排列和位置并不相同。如果把某一大陆的磁极位置按其时代顺序相连就得到一条连续路线最后的终点就是现在的磁极位置。这条连线名叫磁极移动路线Polar Wandering Path解释磁极的移动可以有两种说法一是地球的磁性在不同的时间有不同的位置这就名叫磁极的移动。一是磁极不动而是大陆对著磁极而言有相对的移动。虽然磁极可以移动但是规模极小可以说磁极和地理极的相对位置是仍旧一致的。所以另一个容易接受的学说是表面上看来似乎是磁极的移动实际上市由於大陆的移动所造成的。北美洲的磁极移动路线和欧亚大陆的磁极移动路线并不一致如果磁极曾在移动则各大洲在每一个地质时代所示的磁极应在同一位置但是实际的测量这个个磁极在不同的大陆上有不同的位置因之证明只有大陆可以相对运动地球上的磁极不可能作有规则的移动而最后聚合在一点。因之一种合理的动力学上的解释是磁极是不动的而真正在移动的是含有这些磁性岩石的大陆所以大陆漂移说得到第一次的量的证实而复活了。在侏罗纪以前的北美洲和欧亚大陆的磁极移动路线的曲线外型大致相似如果把北美洲的路线向欧亚大陆移动约三十度两条路线就可以彼此相合这是大陆未漂移以前的情形。到了侏罗纪以后因为大陆漂移开始大西洋开始生长以后这两个大陆的磁极移动路线就不能再一
致了。此后在南半球的研究也得到相同的磁极移动的证据不过不同的大陆有不同的移动路线。关於板块构造学说一板块构造说的来由是根据下列的事件观察  1 地震带的分布。2 海底的扩张。3 大陆的移动。4 地球的构造。1-1 在各地可轻易的到板块构造学说的证据纽西兰南岛是由太平洋板块及澳洲板块相撞而形成的。要了解上述的原因必需研究纽西兰附近海底的地壳变动在北岛东边有个与北岛大致平行的希克兰基海沟Hikurangitrench顺著这海沟的方向向北又有个东加克马得海沟Tonga Kermadee trench在这东加克马得海沟的西边有一个与此海沟平行的东加克马得洋脊这个洋脊的南边即是北岛另一方面由南岛向南亦可到一个马克奥利洋脊Macquarie ridge在马克奥利洋脊及南岛连线的西边有一个与此
方向平行的类似海沟之深海。扩大来看南太平洋及印度洋在南太平洋上有个由南美附近的东太平洋垄起east Pacific rise向西移动的太平洋海底---太平洋板块Pacific plate在印度洋上也有一个由印度洋中洋几项东移动的印度洋海底---澳洲板块Australia plate这两个板块来到纽西兰附近便撞在一起於是太平洋板块就在北岛东边的东加克马得海沟和希克兰基海沟没入澳洲板块的下方而南岛西边的深海部分则是澳洲板块没入太平洋板块下方。由於纽西兰的南岛及北岛以及阿尔卑斯曾的走向都是东北西南向因此由东边挤过来的太平洋板块及由西边挤过来的澳洲板块相撞后会在岛上形成挤压力这挤压力可分解成与断层成直角的及与断层平行的两种力前者成为对断层的推力后者则成为右错力前者使南阿尔卑斯山脉垄起后者使阿尔卑斯山脉向右移动换言之作用於纽西兰尤其是其南岛的力是来自太平洋板块及澳洲板块的挤压。二理论的原理地球表面由几个厚度约为一百公里厚之板块组合而成的由於板
块移动时不会变形所以在交界处产生各种地质现象。2-1 大陆漂移说的确立大陆漂移说认为地球表面是由几块会移动的板块所覆盖此理论对地球科学界的发展产生了莫大的影响在任加拿大多伦多市安大略科学中心所长的约翰兹卓威尔森博士对於大陆漂移说有很大的贡献他曾在科学杂志---科学美国人Scientific American1963年4月号中发表大陆漂移学说的论文他由1960年古地磁学Paleomagnetic发现支持大陆
漂移学说的资料后又根据拜恩Frederick John Vine及马修斯DrummondHoyle Mathews的海底扩张论文其内容是藉由海底扩张来说明大西洋中洋几周围的地磁异常现象。2-2 板块间运动的证据固定不动的高温热点、轨迹及数目暗示著板块移动。所谓热点hot spot就是位於地函深处的高温点它是一个固定在地球上的点例如位於夏威夷岛下方的热点就是一个典型的例子目前载著夏威夷岛的太平洋板块正对著热点由东南向西北方向移动大西洋中洋脊可能是热点连成线状而形成的载著美洲大陆的西大西洋板块正向西移动。三板块学说的再讨论3-1 板块与板块间的运动包括  1 互相远离  2 错动3 碰撞3-2 所造成的现象1 板块的成长2 板块的错动3 板块的沈降消失3-3 所发生的位置1 扩张性边界2 错动性边界3 收敛性边界3-4 所存在的地方1 中洋脊mid-ocean ridge 2 转形断层transform fault 3 海沟trench 关於大陆飘移一、古地质学提出的“盘古大陆“的模型验证西元一九一二年德国气象学家华格那A . Weagner 创大陆漂移说主张: 现代地球上所分布大陆在古代都连在一起称之为盘古大陆Pangaea 此大陆到中生代时开始分裂向四周动而形成新的
海域。最近据古地磁学的研究对古生代末期的二叠纪之盘古大陆形状提出了三个模型这些模型已分别就
地质学、骨气后学的观点加以验证。盘古大陆可分为由现在的北美、非洲、欧亚三个大陆连结成的劳亚古陆Laurasia 以及由南美、非洲、印度、澳洲、南极洲等五个大陆连成的岗瓦那古陆Goundwanaland 两个部分。而与古地质学所提出的三个盘古大陆之模型的相异处就在於劳亚古陆和岗瓦那古陆的相接之处。经验证的结果认为两大陆相接的地方相当於现今的非洲西北和欧洲西南边之模型最合乎地质学及骨气后学的理论。二、观念的演化大陆漂移的假说假设地球地壳如大陆一般大的板块至少在过去二亿年里曾保持他们的形状但却彼此的相对移动或漂移。这些观念基於全球性的古地磁分析加上其他类型区域性及全球性的研究已经相当确定。大多数早期的大陆漂移观念与杜托特Du Toit 泰罗Taylor 及威葛纳Wegener 相关连。近代的说法通常与蓝科恩Runcorn 布拉德Bullard 布雷克特等Blackett et al. 爱萨克等Isack et al. 。漂移前构形中南半球的诸大陆非洲、澳洲、南美洲、印度、及南极洲在侏罗纪大约一亿五千万年前时期聚集在南极洲周围而构成岗瓦纳古陆其余的大陆则聚集成劳亚古陆。在其他的构形中所有的大陆形成单一的漂移前超级大陆即盘古大陆。一些观念指出单一的漂移前构形及一个超级大陆的单一分裂可能过分简单并且在时间上受到限制达一种程度以致於基本观念上必需补充下述的情形曾有一连串超级大陆的存在他们在不同的全球地表构形中重复的分裂而又重新的结合。由这些及其他的分析可以得到如下的结论一大陆漂移及地极回移是地球内部动态的地表表徵二这些现象至少发生在过去二亿年里并且可能发生在地球的整个生命中三对地球内部几何学及力学未有充分的了解以致於容许对大陆漂移及地极回移之推动机动体系的性质有个完整的定义。三、大陆漂移的其他地球现象大陆漂移常和其他的地球现象连带发生譬如海洋及大陆张裂岩浆活动及其他与构造岩浆活动相关连的现象。快速地极回移在强裂的构造岩浆活动期间发生。