“大陆漂移说”是魏格纳提出的,后来发展成“板块构造学说”,并成为20世纪地球科学的主流。下面是小编为大家整理的大陆漂移说来源,仅供参考,欢迎阅读。
一、大陆漂移说来源
1620年英国人弗兰西斯·培根他提出了西半球曾经与欧洲和非洲连接的可能性。1668年法国R.P.F.普拉赛认为在大洪水以前,美洲与地球的其他部分不是分开的。
到19世纪末,奥地利地质学家修斯(Eduard Suess,1831~1914)注意到南半球各大陆上的岩层非常一致,因而将它们拟合成一个单一大陆,称之为冈瓦纳古陆。
1912年阿尔弗雷德·魏格纳正式提出了大陆漂移学说,并在1915年发表的《海陆的起源》一书中作了论证。由于当时不能更好地解释漂移的机制问题,曾受到地球物理学家的反对。20世纪50年代中期至60年代,随着古地磁与地震学、宇航观测的发展,使一度沉寂的大陆漂移说获得了新生,并为板块构造学的发展奠定了基础。
二、大陆漂移说的三个证据
1、地形证据
山脉也为大陆漂移理论提供了证据。当阿尔弗雷德·魏格纳在地图上把非洲和南美洲拼到一起时,他发现了一个非常奇怪的事实:南非有一条从东到西走向的山脉可以跟阿根廷境内的一座山对接起来;而在北美可以找到与位于欧洲的煤田对应的煤田。
2、化石证据
阿尔弗雷德·魏格纳还利用化石来证明他的观点。化石是保存在岩石中的古代生物的遗体或遗迹。舌羊齿是2.5亿年前的一种蕨类植物,在非洲、南美洲、澳大利亚、印度和南极洲都发现了舌羊齿化石,舌羊齿分布在这样广大的区域内,阿尔弗雷德·魏格纳由此确信这些大陆曾是一个整体。
3、气候证据
阿尔弗雷德·魏格纳还运用气候变化的证据来证明他的理论。斯匹次卑尔根岛现在位于挪威以北的北冰洋北部,岛上常年被冰雪覆盖,属于极地气候类型,但人们在那儿发现了热带植物化石。阿尔弗雷德·魏格纳认为,3亿年前,这些植物生活的地方肯定位于赤道附近,气候温暖湿润。
在该岛以南数千千米的地方,地质学家也找到了一些证据,即在南非发现了冰川擦痕。这些冰川擦痕表明,南非当时曾被大陆冰川覆盖,厚厚的冰层覆盖了几千平方千米。但是现在的非洲大陆气候炎热,根本不可能形成冰川。阿尔弗雷德·魏格纳由此得出结论,在泛古陆存在时期,非洲大陆靠近南极。
发展历程
提出学说
阿尔弗雷德·魏格纳(1880~1930)在1912年一篇重要的学术论文中提出大陆漂移假说,并且在几年后(1915)出版的一部专著中加以发展和完善。人们几乎立刻就意识到了这个假说潜在的革命性质,因为它要求对地理学的全部基础进行重新修订。20 世纪20~30年代间,地理学家对大陆运动的观念进行了广泛的讨论,结果,反对意见几乎是同声一片。因此,魏格纳提出的地球漂移说长期以来处于理论革命阶段,直到50年代中期,不断发现的新证据才越来越对大陆可能运动的假说有利。但直到20世纪60年代,一场地球科学革命才真正发生。
历史分析
历史分析表明,这场地球科学革命结束了长达半个世纪之久的理论革命状态外仅仅是因为人们勉强接受了一整套已处休眠状态或早先被摒弃的观念或理论。这场科学革命伴随着研究地球的新手段和传播知识的新技术的产生而产生。不仅许多地球科学家沿着非传统的路线思考,而且,有不少物理学家也投入了地球科学的研究之中,并做出了伟大的发现。因此,最终发生的地球科学革命并不仅仅是长期受到抵制的、作为传统观念的一次根本性转变的大陆漂移说的简单复活,而且还创立了新的板块构造理论来描述大陆的漂移。从某种意义上说,魏格纳的原始理论并未导致一场科学革命,但是,最终的科学革命确实体现了魏格纳理论中大陆运动这一中心思想和把地表分成两类地域(陆地和海底)的观念。
特点
这场革命的一个最突出的特点就是,处在学科工作中的地理学家普遍意识到他们正在经历一场地球科学革命。许多科学家撰写文章或专论都强调了考察大陆和地球的思维方式所发生变化的革命性质;他们写出了标题醒目的著作,如《地球科学中的革命:从大陆漂移说到板块构造说》(哈拉姆1973)或《地球科学革命的严峻年代》(格伦1982)。强调革命性不仅是后来历史性或评论性文章和书籍的特点,也是地球科学革命年代中学术论文的特点。例如,《科学》杂志中的一篇颇具新意的学术论文(奥普代克1966)的标题是“南海深海岩心的古磁研究”,它的副标题是“确定地球历史事件发生时间的革命方法”。1970年,在讨论“新的一类错误”期间,J·T·威尔逊声称关于地磁逆转的发现构成了地球科学中的“革命”。在(国际科学联合会理事会的)“上地幔计划”(U·M·P·)的最终报告(1972)中,“U·M·P·实施期间提出的板块构造的统一概念”被说成是地球科学中的一场“革命”(舒利文 1974,343)。
历史著作
20世纪70年代发表的有关历史评述和总结性著作(主要由母语是英语的科学家著述)所体现的革命意识在某种程度上反映了这一事实;20世纪60年代大陆漂移和板块构造说为人们所接受是与库恩1962年出版的《科学革命的结构》产生的巨大影响分不开的。因此,阿兰·考克斯(1973)、安东尼·哈拉姆(1973)、乌苏拉·马文(1973)和J·T·威尔逊(1973、1976)在讨论和评述大陆漂移理论的最新发展时都特别提到了库恩。这场科学革命还由于在其后的十几年间出现了一系列出色的历史著作而引人注目。这些著作有许多本身就是地球科学家撰写的,其中一些科学家亲自对这场革命做出了根本性的贡献。
考察
作为对这段历史的考察结果,我们已经知道,弗兰西斯·培根不是大陆运动观的创立者(马文1973)。他仅是指出非洲和巴西西海岸之间有一种大致的吻合。几乎两个世纪之后的亚历山大·冯·洪堡也没有通过认识大西洋两边海岸线之间的相似,从而进一步提出两个大陆曾经是连在一起,以后才分开的。但是,1859年,居住在巴黎的美国人安东尼奥·斯尼德·佩雷格里尼用法文写的名为《创世纪及其未解之谜》这本边缘书中,首次提出了原始大陆分裂和组成部分移动的思想。
有人还宣称,奥地利地质学家爱德华·修斯是大陆漂移说的早期倡导者,正如马文(1973)所指出的,这个看法是完全错误的。但是修斯在20世纪初确实曾提出最初有两块古生代大陆,“亚特兰蒂斯”(位于北大西洋)和冈瓦纳大陆(在南大西洋)。他把后者命名为冈瓦纳,这是印度中部地区(巩德人居住地)。修斯像19世纪一些先驱一样,认为我们的大陆是更大的原始大陆的遗迹,其碎片已沉没到海底盆地。但他并没有提出原始大陆的分裂过程,因而也就没有建立我们今天所理解的大陆漂移思想(马文1973,58)。
一个更能说明问题的例子是美国地质学家 F·B·泰勒。他在1910年发表了长篇论文,首次提出了一个具有内在逻辑性的、连贯一致的假说,这个假说包含了某种我们今天所理解的大陆漂移说的成份(哈拉姆1973,3)。这个假说最早是在1898年出版的一本小册子中阐述的,但泰勒的理论主要是依据天文学,而不是地理学或地质学。他假设很久以前地球俘获了一颗彗星,它后来成了今天的月亮。这场天文学事件增大了地球的旋转速度,产生了更大的潮汐力,这两种作用的合力将大陆从极地拉开。在他1910的论文中以及后来的.出版物中,泰勒用地质学证据(爱尔德雷季1976,271)进一步完善了他的大陆运动的论点,但是这些没有引起地质学界的普遍重视(马文 1973,63-64)。1911年,另一位美国人 H·B·贝克尔指出,存在一种由宇宙力包括太阳系行星的摄动引起的大陆移动(同上,65)。当魏格纳出版他的著作时,他总结了许多前人的工作,有一段详细讨论了泰勒的贡献。但是魏格纳两次宣称他“仅仅是在漂移理论的基本轮廓已经形成时,才了解到泰勒所做的这些工作”(同上,8-10)。在这部著作的最后一版(1962)中,魏格纳在历史回顾部分中又加上了一些新的人名。他在这一版中写道:“我还在F·B·泰勒1910 年的著作中发现了与我的理论非常相似的观点”。
地位确立
凡是研究过地球科学发展史的人(如上述舒利文1974,特别是格伦1982)都会认识到,要最终完成这样一场革命,还有多少重要的工作有待完成。在前面的论述中,我只是介绍了几位最著名人物的杰出贡献。关于爱德华·布拉德、图佐·威尔逊、莫里斯·欧文以及其他一些科学家的重要工作,我几乎没有提及。长期以来,许多著名的地球物理学家不但拒绝接受板块构造理论,也拒绝接受海底扩张说的基本思想。被《自然》杂志誉为“苏联最伟大的地球物理学家”的弗拉基米尔·贝洛索夫1970年宣称:“海底扩张说没有一个方面能经得住批评”(舒利文1974,IOS)。12年后的1982年12月,年届91岁高龄的哈罗尔德·杰弗里斯爵士在《皇家天文学会地球物理杂志》(vol·71,555~556)上发表文章,仍然以不屑一顾的口吻,把“海底板块的错动”比作“用黄油做的刀切黄油”。60 年来,杰弗里斯一直是反对大陆漂移说的主要代表人物。
地球科学界的保守主义除了托依特提到的之外,在权威性的《科学家传记辞典》1976年版中也得到了印证。在该辞典中,魏格纳的条目(vol·14,214~217)是澳大利亚悉尼大学的 K·E·布伦撰写的。他在这篇文章的结论部分,不大情愿地提到了倾向于支持魏格纳观点的证据(来自古磁学和海底壳层研究)。但紧接着,他罗列了一大堆“反对大陆漂移说”的新旧批评意见。布伦写道:当“该理论的创立者们就这些批评意见作出答复后,这些答复也受到了质疑”(p·216)。1976年,也就是哈拉姆和马文的历史研究著作(二者都宣称地球科学革命已经取得了成功并分析了它的结构)出版三年后,当时这篇最新的魏格纳传记的最后结论是:“大多数地球科学家的热情,甚至是宗教式的狂热,促使他们相信大陆漂移理论已建立起来了”(p·217)。
布伦使用“宗教式的狂热”这种说法,是因为60年代观念变化时期所使用的语言带有很强的宗教隐喻色彩,在涉及到转变问题时更是如此。库恩通过研究发现,这一点是科学革命过程中相当普遍的特点之一。图佐·威尔逊的经历便是一个典型的例子。威尔逊在1959年还是大陆漂移说的主要反对者之一。但没过几年,他的观念发生了转变,并自称是“改造了的反大陆漂移说者”(见威尔逊1966,3~9,谈及了他的转变过程)。后来,他不仅提出了一些支持大陆漂移说的重要的地质学证据,而且还成为地球科学革命的主要先驱之一。1963年,国际地质学和地球物理学联合会第13次会议在美国伯克利举行。在会后出版的关于“上地幔计划”的文集中,威尔逊发表文章勇敢地宣布:“地球科学中已经在孕育一场伟大的科学革命”(塔克奇1970,244)。他说,地球科学的情境正同“哥白尼和伽利略的观念被接受前天文学的情境;分子和原子概念引入以前化学的情境;进化论建立之前生物学的情境;量子力学诞生前物理学的情境”一样。
60年代末70年代初,出现了大量关于大陆漂移说。古磁学和地磁学的论文集。1968年4月,美国哲学学会年会文集便是其中之一,其标题为《重游冈瓦纳大陆:大陆漂移说的新证据》。该文集收录了这样一篇文章:《静止还是运动的地球:当前的科学革命》。文章作者威尔逊(1968,309;317)宣称:“我们这个时代发生的这场伟大的科学革命应当称作魏格纳革命”,以纪念这场革命的“主要倡导者”。地球科学家们一般都赞同威尔逊的意见,认为确实存在一场科学革命,作为首先提出大陆漂移说的关键人物魏格纳理应获得这一殊荣。可是,历史上以个人名义命名革命的荣誉曾经赋予给哥白尼、伽利略、牛顿、拉瓦锡、达尔文和爱因斯坦,但至今仍未赋予魏格纳。
正如我们已经看到的那样,许多文献的作者把魏格纳开创的科学革命比作哥白尼革命。二者有一点是极为相似的:地球科学中最后的革命与魏格纳最初的假说已相去甚远,而开普勒、伽利略和牛顿最终建立起的体系中,与哥白尼的理论一样大相径庭。正如天文学革命直到哥白尼的著作1543年发表半个多世纪后才最终到来一样,地球科学革命也是在魏格纳最初的论文与著作发表50年后才得以发生。最终发生的所谓哥白尼革命,实际上是牛顿革命,这场革命主要基于伽利略、开普勒的成就,而作为这场革命基础的“哥白尼体系”最终成为了开普勒体系。与此相似的是,本世纪60年代发生的地球科学革命并没有体现魏格纳的理论,而只是体现了其学说所蕴含的基本思想,即在地球的全部演化史中,大陆并非一直固定在其所处的位置上,在历史上的某个时期,它们曾聚集在地球的两极。魏格纳的主要贡献是首次提出了大陆运动的思想,它在地球科学革命中的地位正如哥白尼的主要贡献-指出可以按照地球运动而非静止的观念构造一个新的宇宙体系-在天文学革命中的地位一样。
地球科学从固定观到运动观,特别是向大陆漂移说和板块构造说的飞跃,根据【主要证据章】提出的四项主要的检验标准,无疑是一场革命。首先,传统地质学观念发生的这种变化在当时就被许多观察家包括这一领域的实际工作者看作是一场革命。我认为,这是发生科学革命的主要标志;其次,考察1912年以前和1970年以后的地球科学的内容表明,量的变化也足以构成一场科学革命;第三,严肃的科学史家们也断言;地质学思维方式的变革足以引发一场科学革命。很明显,这有点主观臆断的意味,但它确证了参与这场革命的地质学家和地球物理学家的结论。我们已经看到,在成功的地球科学革命发生以前很久(即理论科学革命阶段以前),很多地质学家甚至那些魏格纳学说的反对者们都意识到了大陆漂移说的革命性,并且完全懂得如果接受了这种观点,对全部的传统地质学理论来说将意味着什么;第四,当今地质学家们普遍认为,他们的学科已经发生了一场革命。
但是,这场革命的程度如何?它能称得上是一场堪与达尔文革命、量子力学革命和相对论革命或是牛顿革命相比的重要的科学革命吗?或者是规格稍逊一筹的,与化学革命类似的革命吗?我们已经看到,乔治·G·辛普森把它称为“一场重要的亚革命(Sub-revolution)”。D·P·麦肯奇(1977,120~121)在一篇文章《论板块构造说与地质学理稻‘进化”的关系》的中,把“板块构造说对地球科学的冲击”与“DNA结构的发现对生物学的冲击”作了对比。他的结论是:“板块构造说与导致分子生物学创立的那些发现相比,是一场不太具备根本性质的革命”,正是由于这个原因,“这一新思想……已经被地质科学所同化并迅速地加以发展。”但对任何局外人来说,如果了解到我们关于地球演化史观念发生的根本性变化,必然会感到观念的飞跃是如此巨大,简直就是一场伟大的革命。只是由于完全缺少意识形态成份,这场革命才显得不那么壮观。
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