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-Theory of Plate Tectonics- 从大陆漂移说的诞生到如今板块构造学说成为地质学界主流观点，如果问起这两者有何渊源，估计多数读者会是一头雾水。这一段地质学史不可谓不曲折，本期科普板报，我们就一起来回顾这段“波澜壮阔”的地质学发展史吧！ Theory of Plate Tectonics 01 大陆漂移假说 提到地球的板块运动，我们最为熟知的大概就是板块构造学说。板块构造学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的。根据这一新学说，所有的大陆原为一个整体，而大陆处于不断的漂移之中。那么，我们先从最早的大陆漂移假说开始说起。 Continental drifthypothesis 提到大陆漂移假说，我们总会想 到魏格纳。 阿尔弗雷德·魏格纳 Alfred Lothak Wegener 1880-1930 1912年，德国气象学家和地球物理学家阿尔弗雷德·魏格纳首先提出大陆漂移的设想，并在1915年发表的《大陆与大洋的起源》一书中作了论证：地球上所有大陆在中生代以前曾经是统一的巨大陆块，称之为泛大陆或联合古陆，中生代开始分裂并漂移，逐渐到达现在的位置。在书中他通过古老地层的拼合、不可能跨越海洋的古老生物化石等来证明这一观点。 02 地幔对流说 英国的霍尔姆斯（同位素测年创始人）于1928年提出了地幔对流说。其要义是：地幔下层物质因受热膨胀而上升，地幔上层物质因温度低密度大而下降，两者构成封闭式循环流动。在对流早期阶段，上升的地幔流达原始大陆中心部分，就分成两股，并朝相反方向流动，从而将大陆撕破，并使分裂的大陆块体随地幔流漂移，裂解的陆块之间便形成海洋（图A)。 上升的地幔流因减压而熔融，变成岩浆，岩浆冷凝后构成洋底和岛屿。地幔流的前缘碰到从对面来的另一地幔流时，就会变成下降流，海沟从而牵引大陆块体向下运动，并使大陆边缘挤压褶皱。当对流停止时，褶皱体因均衡作用而上升，形成山脉。与此同时，地幔流也把洋底的玄武岩往下拖曳，并形成海洲，即海沟（图B)。 Convection current hypothesis 大西洋的 形成过程 霍尔姆斯对大陆漂移说的理论基础进行了完善和修改，地幔对流说合理解释了海沟的产生、大陆边缘山链（如科迪勒拉山系）的形成、大洋和岛屿的出现，以及大陆漂移的机制。 03 海底扩张假说 1 20世纪40年代，美英等国广泛开展海底地质研究，取得大量新成果（尤其是洋中脊的发现），大陆漂移说得以被更多地质工作者关注，在原有的理论基础上创立了海底扩张学说。 洋中脊地质剖面图 大西洋洋中脊 地形剖面图 海底扩张说的要点可以归纳为：①洋底不断在洋脊裂谷带形成、分离，分裂成的两半分别向两侧运移，洋底不断扩张。同时，老的洋底随对流圈在海沟处潜没消减。这个过程持续不断，因而洋底不断更新。②洋底扩张速度平均每年数厘米，3亿-4亿年洋底便更新一次。③洋底扩张表现为刚性的岩石圈块体驮在软流圈之上运动，其驱动力是地幔物质的热对流。④洋脊轴部是对流圈的上升处，海沟是对流圈的下降处。如果上升流发生在大陆下面，就导致大陆的分裂和新生大洋的开启。 Seafloor spreading hypothesis 大洋洋底岩石年龄分布图 04 板块构造学说 随着海底地质知识的不断更新，海底扩张证据的不断积累，板块构造学说便应运而生。板块构造的含义是岩石圈分裂成许多巨大块体--板块，它们驮在软流圈上做大规模水平运动，致使相邻板块相互作用。 板块边缘便成为地质活动 （岩浆、地震、变质、变形、沉 积等）最强烈的地带。板块的相 互作用从根本上控制了各种内力 地质作用、外力地质作用，特别 是沉积作用的进程。 1968 年，法国学者勒皮雄(Le Pichon）根据地形、地质、构造、地震和其他地球物理资料的分析与计算，将全球板块划分为美洲、太平洋、欧亚、非洲、印度一澳大利亚（简称印一澳板块，又称印度洋板块）、南极洲等六大板块。  此后，根据震中的集中分布带，学者们又从美洲和欧亚板块划分出若干次级板块。美洲板块被划分为南美、北美、加勒比、可可斯、纳效卡5个次级板块。从欧亚板块中，单独划分出阿拉伯、菲律宾2个次级板块，成为比较流行的全球板块划分方案。 纵观板块构造学说从形成与发展历经数十年过程中 ,始终没有像以往的假说和理论那样 “独树一尊” , 建立起自己的 “板块构造王国” , 反而不断修正、完善和创新 , 把板块构造地质学引向纵深发展 ,深化人类对地球奥秘的揭示和对自然界的认识。 Theory of Plate Tectonics END 科学追光者ydw 排版文案｜钱珊珊 协助｜杨冬魏 |
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