“彩虹之州”成因之谜(2)
魏格纳后来也承认,大陆运动的起因这一难题的真正答案仍有待繼续寻找,大陆漂移理论中的牛顿还没有出现。
为了解释大陆漂移的动力来源,美国科学家赫斯在1961年提出了海底扩张假说。海底扩张假说认为,洋中脊不断喷发的玄武岩造成了海底扩张,像传送带一样拖动大陆板块发生漂移。基于盘古超级大陆的裂解,其结论是现代海洋中的洋壳板块都是在1.8亿年以后出现的,洋中脊附近因为都是新生成的岩石,其年龄应该是0。事实果真如此吗?![](/images/paper/1002-9567/201813/20181305-4-l.jpg)
图3.新大陆漂移模型,A是漂移前的状态,B是漂移后的状态(梁光河,2013)
我国著名地学专家任纪舜院士等人在《寻找消失的大陆》一文中指出,通过全球深海钻探、海洋地质和地球物理调查,研究人员发现全球大洋中存在大量古大陆残片。按照海底扩张假说,洋中脊上的岩石年龄应该接近于0,但实际上,在赤道大西洋洋中脊附近发现大量古老的大陆岩石分布,这些岩石年龄少则距今3.3亿~3亿年,多则距今18.5亿~16亿年。这与传统的海底扩张假说完全不符。大洋中的古大陆残片否定了海底扩张假说。
赫斯等人是基于太平洋东北角和大西洋北部局部的磁异常条带与洋中脊平行提出海底扩张假说的,但全球所有的磁异常条带都与洋中脊平行吗?
2007年,法国地质局编绘了目前全球唯一一张世界磁异常图。遗憾的是,该图否定了磁异常条带与洋中脊平行的这种所谓普遍规律。众所周知,红海是一个新生代才裂开的新海洋。按照海底扩张假说,磁异常条带必定和洋中脊呈现条带状平行分布;然而,在红海西部,磁异常条带几乎与洋中脊垂直,在红海东部,磁异常也并不呈条带状,而是呈现团块状沿着洋中脊分布,它们都不具备平行分布的特征。
也许有人说,红海是一个还未完全扩张开的海洋,所以磁异常条带与洋中脊不平行。成熟的大洋肯定不是这样的。事实恰恰相反。红海邻近的印度洋是一个成熟的大洋,那里的洋中脊与磁异常条带也没有平行关系;甚至在太平洋和大西洋等全球其他区域,大多数地区的磁异常条带并不平行于洋中脊。
既然海底扩张不存在,意味着地幔柱假说也失去了根基;那么,究竟是什么原因使大陆板块发生大规模水平漂移呢?
新的大陆漂移假说
按照地热学常识,大陆上的平均地温梯度是每百米增温3℃,超深钻探也验证了这个地温梯度的正确性。这就意味着,40千米之下的地温可达1200℃。而大洋的地温梯度远高于大陆,在1200℃下,绝大部分岩石会变成熔融的岩浆。
由此,笔者提出了新的大陆漂移假说—大陆板块是漂浮在大洋板块上的。这是因为,随着深度的增加,地温逐渐增高,岩石渐渐由弹性变为软塑性(图3),大陆板块底部因此会漂浮在大洋深处的岩浆上。
我们可以形象地把大陆漂移比喻成“平底热锅里的黄油会自己跑”。这个运动过程是基于大陆板块首先发生裂解,产生了一个裂缝,使得大洋深处的岩浆上涌。在初始阶段,大陆漂移与海底扩张一致;但由于洋中脊喷出的岩浆很快被海水冷却进而熄灭,海底扩张不能持续,而在漂移的大陆板块后面有岩浆持续涌出,并不断被海水熄灭,这个热力推动过程的持续使得大陆板块向前移动。其基本逻辑很简单:大陆板块在运动中,其前面处于挤压环境,地下深处的岩浆无法外泄,其后面处于开放环境,地下深处的岩浆持续上涌,推动大陆板块向前运动。
根据这个模型,大陆板块漂移后会留下尾迹,也可能会留下火山岛链以及大陆碎片遗撒物。据此,我们可以很容易通过大陆板块漂移后的尾迹来追踪其来源及漂移方向。这与刑事侦查中对足迹的分析类似:通过简单分析,就可以大致判断嫌疑人的去向。![](/images/paper/1002-9567/201813/20181305-5-l.jpg)
图4.科里亚克板块漂移后产生了夏威夷-帝王火山岛链
这种方法同样适用于夏威夷岛链。追溯夏威夷岛链的轨迹,我们可以推测其起源。图4中清晰地显示了一个小板块的运移轨迹,如图中白色虚线箭头所指方向。该小板块外形酷似一条拖着长长尾巴的蝙蝠鱼,漂移后留下了一条划痕。该小板块目前已与西伯利亚板块拼接在一起,名字叫科里亚克板块。这个小板块在其正南的尾部仍然存在一条明显的水下海岭。
一个小小的板块真有漂移数千千米的强大能力吗?
地质学家已经证明,印度板块是从南极洲分离并向北漂移的。在约1.5亿年的历史时期,漂移了超过8000千米的距离,到达如今的位置。也就是说,大陆板块漂移数千千米并不稀奇。
这个新大陆漂移模型不但能解释夏威夷群岛的成因,也能合理解释太平洋中其他线状火山岛的成因机制,推测出它们曾经是大陆板块漂移后留下的轨迹和薄弱地带。
在盘古超级大陆裂解后,因欧亚大陆向东北漂移,美洲板块向西漂移;同时,澳大利亚板块向北漂移。因此,太平洋洋壳深部总体呈现一种受压环境,如图5所示,特别是夏威夷群岛附近,当前正处于受挤压的中心地带。这些板块前端深处的高压岩浆在那些薄弱地带被挤出,形成一系列线性火山岛。目前正在喷发的基拉韦厄火山,很可能正处在四周大陆板块挤压的中心。
大陆板块漂移后会在大洋中留下类似车辙的深沟。这些深沟是大洋板块的薄弱地带,一旦遇到压力,大洋板块深部的岩浆就会涌出,形成火山喷发。按照这个推论,大陆板块漂移后应该在洋壳上留下切割深度差不多的海沟,喷发出连续的火山岛。
为了解释大陆漂移的动力来源,美国科学家赫斯在1961年提出了海底扩张假说。海底扩张假说认为,洋中脊不断喷发的玄武岩造成了海底扩张,像传送带一样拖动大陆板块发生漂移。基于盘古超级大陆的裂解,其结论是现代海洋中的洋壳板块都是在1.8亿年以后出现的,洋中脊附近因为都是新生成的岩石,其年龄应该是0。事实果真如此吗?
![](/images/paper/1002-9567/201813/20181305-4-l.jpg)
图3.新大陆漂移模型,A是漂移前的状态,B是漂移后的状态(梁光河,2013)
我国著名地学专家任纪舜院士等人在《寻找消失的大陆》一文中指出,通过全球深海钻探、海洋地质和地球物理调查,研究人员发现全球大洋中存在大量古大陆残片。按照海底扩张假说,洋中脊上的岩石年龄应该接近于0,但实际上,在赤道大西洋洋中脊附近发现大量古老的大陆岩石分布,这些岩石年龄少则距今3.3亿~3亿年,多则距今18.5亿~16亿年。这与传统的海底扩张假说完全不符。大洋中的古大陆残片否定了海底扩张假说。
赫斯等人是基于太平洋东北角和大西洋北部局部的磁异常条带与洋中脊平行提出海底扩张假说的,但全球所有的磁异常条带都与洋中脊平行吗?
2007年,法国地质局编绘了目前全球唯一一张世界磁异常图。遗憾的是,该图否定了磁异常条带与洋中脊平行的这种所谓普遍规律。众所周知,红海是一个新生代才裂开的新海洋。按照海底扩张假说,磁异常条带必定和洋中脊呈现条带状平行分布;然而,在红海西部,磁异常条带几乎与洋中脊垂直,在红海东部,磁异常也并不呈条带状,而是呈现团块状沿着洋中脊分布,它们都不具备平行分布的特征。
也许有人说,红海是一个还未完全扩张开的海洋,所以磁异常条带与洋中脊不平行。成熟的大洋肯定不是这样的。事实恰恰相反。红海邻近的印度洋是一个成熟的大洋,那里的洋中脊与磁异常条带也没有平行关系;甚至在太平洋和大西洋等全球其他区域,大多数地区的磁异常条带并不平行于洋中脊。
既然海底扩张不存在,意味着地幔柱假说也失去了根基;那么,究竟是什么原因使大陆板块发生大规模水平漂移呢?
新的大陆漂移假说
按照地热学常识,大陆上的平均地温梯度是每百米增温3℃,超深钻探也验证了这个地温梯度的正确性。这就意味着,40千米之下的地温可达1200℃。而大洋的地温梯度远高于大陆,在1200℃下,绝大部分岩石会变成熔融的岩浆。
由此,笔者提出了新的大陆漂移假说—大陆板块是漂浮在大洋板块上的。这是因为,随着深度的增加,地温逐渐增高,岩石渐渐由弹性变为软塑性(图3),大陆板块底部因此会漂浮在大洋深处的岩浆上。
我们可以形象地把大陆漂移比喻成“平底热锅里的黄油会自己跑”。这个运动过程是基于大陆板块首先发生裂解,产生了一个裂缝,使得大洋深处的岩浆上涌。在初始阶段,大陆漂移与海底扩张一致;但由于洋中脊喷出的岩浆很快被海水冷却进而熄灭,海底扩张不能持续,而在漂移的大陆板块后面有岩浆持续涌出,并不断被海水熄灭,这个热力推动过程的持续使得大陆板块向前移动。其基本逻辑很简单:大陆板块在运动中,其前面处于挤压环境,地下深处的岩浆无法外泄,其后面处于开放环境,地下深处的岩浆持续上涌,推动大陆板块向前运动。
根据这个模型,大陆板块漂移后会留下尾迹,也可能会留下火山岛链以及大陆碎片遗撒物。据此,我们可以很容易通过大陆板块漂移后的尾迹来追踪其来源及漂移方向。这与刑事侦查中对足迹的分析类似:通过简单分析,就可以大致判断嫌疑人的去向。
![](/images/paper/1002-9567/201813/20181305-5-l.jpg)
图4.科里亚克板块漂移后产生了夏威夷-帝王火山岛链
这种方法同样适用于夏威夷岛链。追溯夏威夷岛链的轨迹,我们可以推测其起源。图4中清晰地显示了一个小板块的运移轨迹,如图中白色虚线箭头所指方向。该小板块外形酷似一条拖着长长尾巴的蝙蝠鱼,漂移后留下了一条划痕。该小板块目前已与西伯利亚板块拼接在一起,名字叫科里亚克板块。这个小板块在其正南的尾部仍然存在一条明显的水下海岭。
一个小小的板块真有漂移数千千米的强大能力吗?
地质学家已经证明,印度板块是从南极洲分离并向北漂移的。在约1.5亿年的历史时期,漂移了超过8000千米的距离,到达如今的位置。也就是说,大陆板块漂移数千千米并不稀奇。
这个新大陆漂移模型不但能解释夏威夷群岛的成因,也能合理解释太平洋中其他线状火山岛的成因机制,推测出它们曾经是大陆板块漂移后留下的轨迹和薄弱地带。
在盘古超级大陆裂解后,因欧亚大陆向东北漂移,美洲板块向西漂移;同时,澳大利亚板块向北漂移。因此,太平洋洋壳深部总体呈现一种受压环境,如图5所示,特别是夏威夷群岛附近,当前正处于受挤压的中心地带。这些板块前端深处的高压岩浆在那些薄弱地带被挤出,形成一系列线性火山岛。目前正在喷发的基拉韦厄火山,很可能正处在四周大陆板块挤压的中心。
大陆板块漂移后会在大洋中留下类似车辙的深沟。这些深沟是大洋板块的薄弱地带,一旦遇到压力,大洋板块深部的岩浆就会涌出,形成火山喷发。按照这个推论,大陆板块漂移后应该在洋壳上留下切割深度差不多的海沟,喷发出连续的火山岛。
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