第五節. 海陸曾遷移 —— 板塊運動學說(Plate Tectonics / PT) 地質學中的“板塊運動”(Plate Tectonics,又稱“板塊構造”)理論很多讀者都聽說過。早在十六世紀,荷蘭的一位地圖出版商就提出根據各大陸的邊緣的形狀,在地球的歷史上現今的各大陸可能曾經接合在一起,並給出了圖示。在1858年,法國地理學家、地質學家Antonio Snider-Pellegrini在他的著作《揭開創造及其奧秘》(La Création et ses mystères dévoilés )中探討大陸曾為一體的可能性,並首次將他設想的處於“賓夕法尼亞世”(Pennsylvanian,即石炭紀的第二個“世”) 的、整個一體的大陸的形狀描繪了出來。到了二十世紀初,德國天文學、氣象學家阿爾弗雷德·洛塔爾·魏格納(Alfred Lothar Wegener)以大西洋兩岸地質性質及古生物化石的相似性以及古氣象學為證據,將這個概念詳細地闡述,逐漸發展出了“大陸漂移學說”(Continental Drift),指出大陸並非像人們的直覺觀念認為的那樣是一直固定不動的。他認為組成地殼的物質由於成分和密度不同,得以使由硅鋁類岩石組成的大陸位於由硅鎂類岩石組成的洋底之上。他推測全世界的各大陸在“石炭紀”以前是統一的一個整體,魏格納給它起名叫“Pangäa”,意為“全部陸地”,中文翻譯為“泛大陸”(Pangaea),它的周圍環繞着一體的遼闊的海洋;後來,特別是在“中生代”後期,該整體古大陸在疑似天體引潮力和地球自轉所產生的離心力的作用下(對真正的作用機制魏格納本人 承認他並不清楚)破裂成若乾子大陸塊,各子塊在洋底的岩石層上“漂移”,逐漸形成了今日世界上大洲和大洋的分布情況。魏格納多次到格陵蘭島上荒涼的雪原考察,終於在1930年他第四次到格陵蘭考察時,在他的50歲生日當天遭遇意外遇難,遺體直到半年後才被發現,並被安葬在了格陵蘭。先驅魏格納的學說由於缺乏對推動大陸漂移的動力學機制的具有說服力的解釋,在被公布的頭幾十年裡,經常招致懷疑和批評。
<圖5.1> 從“泛大陸”(Pangaea)到今天
而在另一條線上,早在1872年,試圖在大西洋底鋪設電報電纜的考察船發現大西洋正中央的海底高度有大 幅的升高。在1925年,聲納證實了大西洋底存在一條長帶狀的山脊。到了1950年代,全球海底地圖被製作了出來。圖5.2顯示一張現代的全球海底地圖,在這張圖上,最明顯的一個特徵就是在各大洋的靠近中間位置的那條全球連貫的總長超過八萬公里的、寬度約一千公里的“大洋中脊”(Mid-ocean Ridge),又叫“中央海嶺”。在這條貫穿全球的海底山脊的 大部分的正中有狹長的裂谷,山脊的最高處一般在海平面下約2500米,山脊兩側根部更深,約在海平面下5000米。這一時期學者們應用放射性測年法測算洋底玄武岩(Basalt,一種岩漿岩、洋底的岩石几乎全部為玄武岩)的年齡,發現越靠近洋中脊的岩石的年齡越年輕,越遠離洋中脊的岩石年齡越古老,而且在洋中脊兩側岩石的年齡承呈對稱分布。引人注意的是,最古老的海底玄武岩的年代一般沒有超過被認為的兩億年、即“侏羅紀”時期的,而我們知道在陸地上發現的最古老的海洋生物化石是位於“寒武紀”,問題是:大洋底部岩石比“侏羅紀”古老的部分哪裡去了。 <圖5.2> 貫穿全球海底的“大洋中脊”在海底的位置和分布
到了1960年代初,美國地質學家羅伯特·迪茨(Robert S. Dietz)與哈里·赫斯(Harry H. Hess)指出,大 洋中脊裂谷兩側的玄武岩在分別向相反的方向緩慢地移動,也就是說全球的洋底以該山脊處為分界在不停地向兩側擴張(Seafloor Spreading)。赫斯分析,地幔中的物質內存在熱對流(mantle convection ),熱對流的表現是較冷、密度較大的物質下沉,而較熱、密度較小的物質上升。貫穿全球的海底山脊正中的深谷是地幔內高溫熔融物質上涌的出口,這些物質從深谷中湧出後就覆蓋在原來的洋殼之上向裂谷的兩側流淌、冷卻、固化,最後各自變成兩側洋殼的一部分;而原來的洋殼岩塊整體也會同時不斷地向與深谷的相反方向移動,最終它們會在某些海溝(oceanic trench)處因比大陸的整體岩塊密度大、位置低而俯衝入到大陸岩塊的下方,逐漸到達地幔而被熔融,以大洋中脊為界的兩側的洋殼因這個像“傳送帶”一樣的過程、實現了從中脊處“出現”、到海溝處“消失”這樣的長消的平衡(海溝處也被今板塊理論稱為“隱沒帶”)。這個過程的示意見以下的動圖。 
<圖5.3> 由地幔對流單元(Mantle Convection Cells)驅動的板塊運動,洋殼在洋中脊處“出現”、在海溝處“消失”。 基於以上的原理,到了1960年代末,學界以海底的洋中脊、各深海溝、陸地縫合帶等海陸大地質構造為邊界,將全球的地表岩石圈層分割為大小各不相同若干塊相對獨立的構造單元,即“板塊”(TectonicPlate),全球存在幾個大板塊(非洲板塊、歐亞板塊、北美板塊、南美板塊、印度板塊、澳洲板塊、太平洋板塊、南極洲板塊等)和若幹個小板塊,見下圖。從這裡可以看出,絕大多數的板塊均包含一個或一個以上的大陸,大的板塊中只有在今太平洋範圍內的“太平洋板塊”和“納斯卡板塊”在包含上是幾乎純海洋性的。現今測得的大西洋底岩石從海嶺向兩側移動的速度大約是每年四厘米。按照這個速度,洋底地殼被漸進地質學認為可在二至三億年間更新一次。 <圖5.4> 各主要板塊的位置和名稱
這樣,從魏格納的大陸是在移動的觀念開始,經由對海底擴張的原理的認識,學界終於發展出了全球板塊構造的概念。板塊構造學說認為,現今地球的岩石圈層是由板塊拼合而成,海洋和陸地的位置會隨着板塊移動而不斷變化。與魏格納起初的設想不同,大陸並非像船一樣以一種未知的動力在洋底的岩石層上“漂移”,各大陸是被動地作為各板塊整體岩石剛體的一部分在移動;各個板塊在地幔的熱對流的驅動下,以海嶺和海溝等為邊界,以複雜的形式互動,在地球的球面上分離、碰撞、擠壓、錯動,在邊界上發生形變和俯衝等現象,以最初的一個整體大陸為起始,變化到了現今的模樣。 在板塊構造的概念框架下,現代地質學普遍接受的觀點認為,地球上存在一原初的、整體的古大陸“羅迪尼亞大陸”(Rodinia),大概年代是在“元古宙”後期的“新元古代”(也即本文所稱的“前寒武紀”),之後該超大陸約在“新元古代”分裂,分裂的陸塊之後約在“二疊紀”再次合併為第二個超大陸即“泛大陸”(Pangaea),之後“泛大陸”在約“三疊紀”又開始分裂為北部的“勞亞大陸”(Laurussia)和南部的“岡瓦納大陸”(Gondwana),這南北兩個部分在“三疊紀”末期接着繼續分裂,各陸塊部分隨着相應的板塊開始進一步分裂、遠離,直至今日地球上海陸的基本輪廓。必須強調的是,以“泛大陸”為界,越往過去推測的各大陸的形態和位置的線索就變得越來越模糊,“羅迪尼亞大陸”存在的線索由於被後續的板塊運動頻繁干擾,現今學界對其知之不多。下視頻顯示學界推測的從“泛大陸”開始到現今的各大陸,在板塊的帶動下,在不同的地質時間點上的位置;注意在此過程中各大陸,尤其是其邊緣處的陸塊會因相鄰板塊的相互作用而發生不斷裂解、或者拼合和增生,內陸大廣大區域多次被海水淹沒,而陸地上眾多的宏大山系也在相鄰板塊的碰撞推擠中紛紛被創生。 <視頻5.1> 從“二疊紀”開始至今各板塊的運動,所標年代為被認為的“百萬年”。灰綠色區域代表大陸原初“克拉通”區域;灰色區域代錶板塊運動致使的大陸的新生區域;灰紫線條代表“擴張性板塊邊界”(Divergent Boundary);深棕線條代表“聚合性板塊邊界”(Convergent Boundary);黑色線條代表“轉換性板塊邊界”(Transform Boundary)。
支持板塊運動的、根據大量的地球物理、海洋地質、海底地貌、古生物學等方面的證據相當豐富,以下簡要列出一些主要的: 1)今各大陸於推測的“泛大陸”的組合邊界上,多見如山脈、岩石、地質年代等地質特徵的相似性,並且化石種類的相似性也常有發現(這個上文有述)。例如,北美洲東部的“阿帕拉契亞山脈”(AppalachianMountains)和歐洲西部的“喀里多尼亞山脈”(Caledonian Mountains)具有相似的地質結構;再如一種小型的淡水生爬行動物“中龍”(Mesosaurus)的化石在南美洲和非洲的“二疊紀”地層中均被發現;又例如一種體型笨重、個頭中等的食草性動物“水龍獸”(Lystrosaurus)的化石在南非、印度和南極洲的“二疊紀”和“三疊紀”均有發現等; 2)海底玄武岩的年齡在洋中脊兩側呈對稱分布,而且越靠近中脊越年輕,顯示中脊為新的洋殼的誕生處(這個上文有述)。並且廣闊的洋底的沉積物很少(在特定區域的大陸架位置附近具有大量沉積,原因見 第八節),與大陸上廣布的動輒上千米的沉積形成鮮明對比; 3)磁化強度測量發現大洋中脊兩側的地磁異常記錄是對稱的。岩漿岩在形成時其內部的磁性礦物質被地磁場磁化,在岩石冷卻凝固以後這些磁化信息就被固定地保留了下來。“瓦因—馬修斯—莫萊學說”(Vine-Matthews-Morley Hypothese)認為,如果洋中脊兩側的玄武岩確實如“海底擴張”學說認為的那樣是在以幾乎相同的速度在向相反的方向移動,那麼這兩側的岩石在冷卻凝固的過程中,應該可以記錄古代地磁的反轉模式,並且這樣的記錄在中脊兩側的岩石中應該是趨向對稱的。後來的測量確實證實了這一點,見下圖; <圖5.5> 在”東太平洋海隆”(East Pacific Rise)處海底玄武岩洋殼上計算出的(紅色曲線)和探測到的(藍色曲線)地磁異常對比,在洋中脊(黑色虛線)兩側的漲落趨勢呈對稱分布,顯示理論與觀測相符。
4)古地磁學(Paleomagnetism)根據岩漿岩內部的磁性礦物質在冷卻凝固的過程中可以記錄當時當地的地磁場信息的特性,從研究岩漿岩內磁性礦物質的剩磁(remnant magnetism)來判定古地磁極隨地質年代發生的遷移。通過對全球多地的大量採樣測量,就有希望推測出岩石形成當時的古地磁極點的位置和岩石所在的緯度。 當對同一區域的不同年代的岩石樣本進行大量採樣時,古地磁學就可製成對於這一區域的一條古磁極在地質年代中的移動軌跡的曲線,稱為“視在極移”(Apparent Polar Wandering/APW)軌跡 。在對如北美大 陸和歐亞大陸上的各自的“視在極移”軌跡進行對比時,發現它們並不重合,甚至相去甚遠。然而我們知道古地磁極的真實位置沿歷史只可能有唯一的一個軌跡。當把北美大陸和歐亞大陸按“泛大陸”的模樣拼合在一起時,它們各自的“視在極移”軌跡才可較好地重合(見圖5.6),這樣的證據就指向了在地球的歷史上,“泛大陸”應該是確實存在過的,現在各大陸的位置是板塊運動從“泛大陸”的時期開始,將各大陸隨其所在的板塊大幅遷移的結果。這樣的研究,結合其它的證據,可以幫助推測出“泛大陸”當時的形狀、位置,以及後續各大陸在板塊的帶動下運動的軌跡(注5.1); <圖5.6> 北美大陸“視在極移”(紅線)軌跡和歐亞大陸“視在極移”軌跡(綠線),在今天大陸的位置(A)和在“泛大陸”的位置(B)的對比
【注5.1:在進行大陸“視在極移”軌跡的研究時,其實是涉及了三個可能相互關聯的運動,即地球自轉軸的遷移(True Polar Wandering/TPW)、地球磁極的遷移(Geomagnetic Pole Wandering)、和各大陸因板塊運動的遷移,這樣的研究是十分複雜的 —— 各大陸的“視在極移”即岩石中的古地磁記錄其實是它所在的板塊的運動和地球磁極遷移這兩個可能因素的疊加,但是有證據顯示地球磁極的遷移速率要比大陸因板塊運動的遷移速率大得多。在板塊的運動之外,地球自傳軸可因地球內部和表面物質質量的重新分布而 發生遷移,地球磁極可因產生地球磁場的地核的外核內導電物質熱對流的突變而發生遷移甚至反轉。古地磁學的主要研究對象即地球磁極的遷移,是當今研究地球自轉軸的遷移即TPW時最具量化性的工具,應用 這一工具是基於“GAD學說”(Geocentric Axial Dipole Hypothesis),該學說認為除非在磁極逆轉過程中,地磁極對時間平均後的位置始終與地球自轉軸極點高度一致。在第七節我們會解釋,為什麼在大洪水 期間,地球自轉軸的遷移、地球磁極的遷移甚至反轉、以及板塊運動這三個事件極有可能是同時發生 的。】 5)在全球範圍內,火山弧帶、地震帶、和島弧帶的分布與板塊邊界的分布位置趨同一致。如知名的“環太平洋火環帶”(Ring of Fire),地球上90%的地震以及81%最強烈的地震都在該地帶上發生,並且這些位置與環太平洋的深海溝的位置趨同一致(見圖5.7a和5.7b);火山弧帶和島弧帶的分布也有同樣的特點,例如該火環帶擁有地球上活躍和休眠的火山總數的75%以上。火山弧帶、地震帶、和島弧帶這樣的鏈狀活躍地質區域與板塊聚合邊界不穩定的、頻繁的、大規模的岩石圈層摩擦、錯動、俯衝、擠壓、褶皺、斷裂、熔融、岩漿湧出等的現象密切相關; <圖5.7a> “環太平洋火環帶”
<圖5.7b> 板塊邊界處的聚合區域(三角帶線條)和擴張區域(實線線條)。箭頭代表運動方向
6)全球範圍內的新生造山帶與板塊的邊界碰撞擠壓作用區域高度重合。造山帶(Orogenic belt)是造山 運動(Orogeny)作用的地殼地帶,新出現的山系會位於大陸“克拉通”(Craton,即古陸核)的邊緣區域,可分為增生造山運動(由海洋板塊俯衝到大陸板塊之下形成,如安第斯山脈)和碰撞造山運動(由兩個大陸板塊碰撞而形成,如喜馬拉雅山脈)。地球上主要的造山帶是“環太平洋造山帶”(Circum-PacificOrogenic Belt)和“阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶”(Alpine-Himalayan Orogenic Belt)。 <圖5.8> 全球“克拉通”(桔色、圖中標Shield),“造山帶”(淡青色、圖中標Orogen),“大型火成岩區域”(暗紫色、圖中標Large Igneous Province)的總體分布
7)在板塊的某些交界處,如洋殼俯衝進入陸殼下方的海溝處“隱沒帶”(Subduction Zone)內,地震震源深度分布構成一個自大洋向大陸方向的傾斜帶,即“貝尼奧夫帶”(Wadati–Benioff zone),標誌着大陸岩石圈層和大洋岩石圈層間在”隱沒帶“處具有特殊的構造運動面的關係。在地表,最淺的地震震源在地下約20千米處,而在“隱沒帶”內,震源可深至約670千米,並且震源深度由淺入深的變化發生在一個向下約45度角的區域內(見圖5.8); 
<圖5.9> 在湯加東側的“隱沒帶”內地震源深度(綠色代表淺震源、黃色代表中等深度震源、紅色代表深震源)隨“貝尼奧夫帶”在板塊的“隱沒帶”內向下傾斜分布。
8)“地震層析成像”(Seismic Tomography)是一種利用天然地震或人為爆炸物產生的地震波,對地球地下物質進行的成像技術。它利用儀器接收到的數據,用軟件反演計算反射和折射波路徑位置,進一步制出速度異常區域的三維圖像,來呈現地層構造中溫度或成分區域的變化。Youtube上這個1分52秒長的名為《Seismic Tomography, Fly-through of a seismic tomography model of Earth》的視頻形象地展示了使用該技術,對地幔中物質根據地震波傳播速度的差異制出的不同溫度區域的圖像。在這樣的技術所展示給我們的圖像里,“隱沒帶”內俯衝的板塊邊界岩石圈層由於溫度和周圍地幔物質的顯著不同,而被軟件標誌為不同的顏色,被循環入地幔的板塊邊界岩石圈層向下傾斜的形態清晰可見。視頻鏈接:Seismic Tomography, Fly-through of a seismic tomography model of Earth <圖5.10> 地震層析成像顯示的“納斯卡板塊”(Nazca Plate)在位於“南美洲板塊”西側安第斯山脈下方 的“隱沒帶”內以約45度角俯衝進入地幔。圖中右下角的色標表示地震波傳播速率的變化,白色代表快速率+1%,一直遞減到紅色代表的-1%。在圖中顯示”Nazca slab tomographic anomaly”處的白色和紫色區域顯示了俯衝板塊對環境地幔物質的較冷的溫度。
9)現今使用衛星,包括全球定位系統測量、衛星激光測距等方法測得各板塊之間確實存在相對運動,其速度約在每年幾個厘米的量級,各不同板塊邊界略有不同。 這裡有必要對板塊運動的機製作進一步的分析,以為對下文的理解鋪路: 1)地球的結構,根據地球物理學的證據推斷,是層狀的,按化學特性由外到內被劃分為地殼(Crust)、上地幔(Upper Mantle)、下地幔(Lower Mantle)、外核(Outer Core)和內核(Inner Core)五層;其中地幔的物質在高溫高壓下為具有延展性的固體(基本為固態,但在合適的條件下在特定的區域可轉變為準流態,見第七節),外核為溫度與太陽表面相近、富含鐵和鎳的液態,內核為固態。按物理學特別是流變學(Rheology)特性,地球的最外層即地殼和地幔頂部,又可被分為“岩石圈”(Lithosphere)和“軟流圈”(Asthenosphere),岩石圈層包括地殼和上地幔頂部固體的岩石,而軟流圈層位於岩石圈層之下的地幔層頂部,是地幔層中機械性最弱的塑性可變形區域,其內物質存在部分熔融。或者更簡單的說,岩石 圈層就是地表最上部的固態區域,而軟流圈層是位於地表這個固態區域和更深處的准固態地幔之間的弱塑性可變形區域(注5.2); <圖5.11a> 地球結構由外到內的五層示意
<圖5.11b> 地殼和上地幔處的“岩石圈層”(Lithosphere)和“軟流圈層”(Asthenosphere)示意。海洋板塊(岩石圈層)邊緣在“隱沒帶”處俯衝進入大陸板塊(岩石圈層)下方的地幔軟流圈層中
【注5.2: 陸地岩石圈層厚度一般在40千米到280千米之間。海洋岩石圈層厚度最小處一般在洋中脊的兩側5~10千米,最大處約140千米。軟流圈位於岩石圈之下,其頂部上邊界約為地表以下80至200千米、最深可達700千米,軟流圈的下邊界並不明確。地幔的深度為約2900千米, 上下地幔分界處位於約660千米的深度。】
2)板塊構造理論中的板塊的概念就是說岩石圈層並非一個整體,而是由許多分裂的、相對獨立的板塊組成,並且這些剛性的板塊,在地球的地質歷史上,曾經藉助地幔上部黏度(viscosity)較小的軟流圈發生 遷移,造成了現今海洋和大陸的分布情況; 3)各板塊之間有三種相對運動方式:張裂、聚合與錯動;相應地,相鄰兩板塊的邊界可分為“擴張性板塊邊界”(Divergent Boundary)、“聚合性板塊邊界”(Convergent Boundary)和“轉換性板塊邊界”(Transform Boundary)三種類型。“擴張性板塊邊界”是板塊受張力形成的地區,在地貌上表現為洋中脊、裂谷等,如圖5.11a。“聚合性板塊邊界”是板塊受壓力的地區,在地貌上表現為深海溝、火山島弧、皺褶山脈等,如圖5.11b。“轉換性板塊邊界”是兩個板塊受剪切力的地區,在地貌上表現為地表的平移斷層等,因板塊面積無改變也稱之為“保守性板塊邊界”; <圖5.12a> “擴張性板塊邊界”舉例:北大西洋洋中脊處,左側為北美洲板塊、右側為歐亞板塊
<圖5.12b> “聚合性板塊邊界”舉例:南美洲西側秘魯-智利海溝處,左側為納斯卡板塊,右側為南美洲板塊
4)洋底的構造是地幔熱對流的直接反映,洋脊是地幔物質涌升構成新洋底的部位,海溝是舊洋底俯衝被回收入地幔的部位。洋脊下的地幔物質高溫上升流使中脊保持隆起並有地幔物質不斷侵入,這些物質遇海水冷卻後形成新洋殼;而舊洋殼作為板塊的整體的一部分,在熱對流單元作用隨板塊向外推移,至海溝處受阻於大陸板塊岩石圈層而俯衝下沉、逐漸融熔於地幔。如此機制就實現了洋底雖然在擴張,但地球總表面積並不改變的效果; 5)地球上最主要的兩個大洋大西洋與太平洋的洋底擴張形式不同。大西洋底在洋中脊處擴張,其西側的北美板塊、南美板塊與其東側的歐亞板塊、非洲板塊各自向相反的方向遷移,大西洋的面積因此不斷擴展。太平洋底在東部和南部的洋中脊處擴張,在西部和北部的海溝處隱沒,但隱沒比擴張的速度快,因此太平洋的面積在不斷縮小; 6)英國地質學家亞瑟·霍爾姆斯(Arthur Holmes)在1929年第一個提出了大陸地殼下的熱對流是造成大 陸分裂和飄移的原因。經過多年的發展,現在的普遍觀點認為,由於地幔中放射性元素衰變生成的熱能使地幔物質因熱循環形成地幔熱對流單元(Mantle Convection Cells),這些熱對流單元作用於岩石圈層,成為推動板塊運動的主要力源(注5.3); 岩石圈的頂部就是我們所見的大陸和洋底的起起伏伏的地形和地貌,而岩石圈的底部同樣也不是平整的。岩石圈層的厚度在板塊的不同的區域會有大幅的變化;海洋岩石圈層的底部基本從洋中脊處向海溝處逐漸向下方傾斜,而大陸岩石圈的底部輪廓變化比海洋岩石圈要大許多,特別是在大陸“克拉通”的部位。在地質學上,名詞“克拉通”(Craton)即指古陸核,是大陸岩石圈層上古老而穩定的地塊,一般位於大陸的靠中心部位,由“太古宙”和“元古宙”古老時期的“結晶基底”岩石構成,包含岩漿岩和變質岩,其區域內的岩石 圈層明顯為厚,在底部有“陸根”(Continental Roots,也可稱為“roots of cratons”,參“維基百科”詞條Lithosphere)插入地幔軟流圈層,有的陸根深度達約350千米。我們前文提到的“加拿大地盾”就屬於北美洲大陸“克拉通”。 這樣,軟流圈層就好比一個在地球外部的岩石圈層和地球內部的地幔准固態物質之間的機械脫耦並潤滑層,當地幔熱對流作用於其頂部的軟流圈層時,“陸根”等這樣的陸地深處巨大的地質結構就好比伸向船底部的固定的漿,它自己雖然不划動,但“漿”體上推力和阻力的整體效果,卻致使地幔中物質因熱對流的運動能夠把其承載的“船” —— 板塊,按一定的方向向前推進。 <圖5.13> 學者設想的一種地幔中熱對流的模式。標“660 km”的位置即上地幔到下地幔的“過渡帶”(Transition Zone)
【注5.3:這裡有必要指出現今很多的資料里在解釋板塊運動的力學機制時經常稱“在洋中脊處上湧出的新生的玄武岩在冷卻固化後將原有的海底舊有的玄武岩推開,也即是洋底的擴張使板塊發生運動”,這其實應該是以訛傳訛的誤解。基本的物理學常識告訴我們,在中脊處寬度和厚度最多只有幾個公里左右的新岩石 增生,在單向長度幾百到幾千公里也即在板塊邊界的單邊最薄弱處的作用,應該很難將總邊長達幾萬公里、總面積達幾千萬甚至一億平方公里、從最薄處的5千米到最厚處的280千米的板塊岩石圈“推開”,這樣在洋中脊處的“推力”即使存在也可小到被忽略,洋底的擴張基本只是板塊運動的結果而非動因。也有的資料傾向於分析板塊頭部在其俯衝處在傾斜下行時因其重力對整體板塊的“拖曳”,以及洋殼因為從中脊到“隱沒帶”的厚度變化造成的重力分布梯度,這些其實應該也只是次級作用。一些學者認為,筆者也贊同,真正的對板塊的運動有效施加力學影響的應該是在考慮各相鄰板塊邊界上的力相互作用的前提下,地幔內傳導至軟流圈層的物質熱對流作用在板塊的岩石圈層底部的不平整結構,特別是“陸根”這樣的突出、堅固、巨大的不對稱結構上的淨推力,來以決定板塊的運動方向和速度。】
在將要結束本節前,板塊運動機制的關鍵要點有必要再重複以下,那就是現今的洋底全部是由地幔中的岩漿在貫穿地表的總長達八萬公里的大裂縫即洋中脊處來到地表、繼而冷卻之後形成的,各大陸在現有的洋底形成的同時均隨所在的板塊出現幅度或大或小的遷移。 現代地球物理學和地質學已將板塊構造理論作為學科的基礎框架,自從板塊構造理論成型以來,許多困擾學界的地質現象都在它的原理下下得到了一體的更合理的解釋。在板塊構造理論被接受以前,讓地質學家自信地給出為什麼地球上的海岸山脈、地震帶、火山帶、島弧帶均呈現長帶狀分布這樣的基礎問題的答案,幾乎是不可能的。板塊構造理論第一個將地球的表面和內部結構的物理、化學性質和地球地質的變動歷史有機地結合在一起考量,為現代地質學增添了不容小覷的解釋力。然而,雖然有板塊構造理論的加持,在“漸變論”漫長年代框架中的現代地質學,還是有它自己的一堆難題。 >本文轉自www.waslostisfound.com<
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