如果魏格納的理論最終被證實(shí),將會發(fā)生一場與哥白尼時(shí)代天文學(xué)觀念的變革相似的思想革命。
英國《自然》(Nature)雜志
如果我們接受魏格納的假說,我們就必須忘掉過去七十年中的全部知識并且一切從頭開始,F(xiàn)在看來,這種說法是完全正確的。
錢伯林(Rolling Thomas Chamberlin, 18811948),美國地質(zhì)學(xué)家。
我們這個時(shí)代發(fā)生的這場偉大的科學(xué)革命應(yīng)當(dāng)稱作魏格納革命,以紀(jì)念這場革命的主要倡導(dǎo)者。
威爾遜(John Tuzo Wilson,19081993),加拿大物理學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家。
在今日尚待解決的問題中,很少有比地球歷史上海陸的范疇及其關(guān)系這一問題更令人著迷的了。曾經(jīng)有許多關(guān)于這方面 的地圖發(fā)表過:有些是依據(jù)已知其年代的海陸 沉積層的形成及其分布而制成的;有些地圖的 依據(jù)則不十分具體,例如,對于含有時(shí)代相同但性質(zhì)不同的海相動物的沉積層間,認(rèn)為存在 著古陸的阻隔。另一方面,如果目前為海洋所 隔開的陸地上的動植物極為相似,就往往認(rèn)為, 這是陸地間必曾有過陸橋相連接而后來陸橋才 沉沒于海底的充分證據(jù)。但是,在復(fù)原過去地形的工作中,卻從來沒有人想到大陸間的相關(guān)位置有過顯著的變動,雖然在從前的宇宙學(xué)者們中曾經(jīng)不止一人暗示過這種可能性。
一直等到魏格納教授搜集了大量地質(zhì)資料,才進(jìn)而證明了這種相對運(yùn)動確實(shí)是發(fā)生過的。不僅分布在陸地上的古今生物提供了支持他這種論點(diǎn)的有力證據(jù),而且,今日隔海數(shù)千千米的地區(qū)彼此沉積層系列極為相似的現(xiàn)象, 除了表明它們是在相近地區(qū)的相同條件下沉積的外,也別無其他合理解釋。地球上各處重力與磁力變化所提供的證據(jù) 使我們不得不承認(rèn):海洋與陸地并不如過去所 想象的那樣只是地表局部的和暫時(shí)的起伏,而是由地殼組成成分的基本差異所引起的。大陸塊的巖石大部分是由酸性深成巖(即花崗巖與片麻巖)所組成的。沉積巖、變質(zhì)巖 和基性火成巖雖然在地球表面上具有顯著的作 用,但在數(shù)量上到底居于從屬的地位。大陸巖石整個說來密度較小,主要由硅、鋁、堿組成, 合稱為 Sial,即硅鋁層[注:蘇斯(Suess)曾稱之為 Sal,但我們贊同魏格納的意見,采用普費(fèi)弗爾(Pfe er)教授的建議,改稱為 Sial,以免與鹽(Salt)的拉丁字(Sal)相混淆]。
有足夠的理由可以相信,形成大洋底的巖石具有較多的基性成分,含有大量的鎂、氧化 鐵及石灰,鋪在大陸的硅鋁層下面的也是同一成分的這種巖石或巖漿:它們組成了厚約 1500 千米的一個地球物質(zhì)圈。它被稱為 Sima,即硅鎂層,以區(qū)別于硅鋁層。
據(jù)魏格納等人的估計(jì),大陸硅鋁層的厚度為 100 千米(我認(rèn)為這個數(shù)字似嫌太大)。魏格納教授相信,大陸的漂移是硅鋁塊在硅鎂層中移動的結(jié)果,硅鎂層在硅鋁塊移動時(shí)讓出了道路。他把硅鎂層的物理性比作火漆,是一種黏性極大的液體。當(dāng)然,硅鎂層的黏性(即對于 變形的抗力)遠(yuǎn)比火漆大,但在地球歷史的漫 長歲月中,遭到不斷的作用力以后,它會像火漆一樣發(fā)生變形。我個人認(rèn)為硅鋁層與硅鎂層之間最重要的 差別在于下列事實(shí):即巖漿(從中通過結(jié)晶析出硅鋁質(zhì))之所以具有流動性是由于其中含有大量的巖漿水與其他揮發(fā)性成分。一旦在結(jié)晶過程中失去了這些成分,以后要使巖漿再度呈流動狀態(tài),就非有比原始巖漿高出很多的高溫不可。水成巖和變質(zhì)巖一般說來也是很難熔化的。硅鎂層則不然,基性巖漿含水極多, 巖石原始結(jié)晶溫度與再熔化時(shí)所需的溫度并沒有很大的差別。因此溫度一經(jīng)升高,硅 鎂層就比較容易進(jìn)入熔化或半熔化狀態(tài)。硅鎂層溫度的升高可能由于沉積物覆蓋在其 巖石上和堆積物的沉壓作用所致,也可能如喬利教授(Prof. Joly)所指出的僅僅是輻射能的結(jié)果。魏格納教授設(shè)想:硅鋁層原曾覆蓋過地球的整個表面,但隨著時(shí)代的進(jìn)展,由于 皺縮而使它的面積減小了,厚度增加了。到了古生代末期和中生代初期,它形成了一整塊大陸,稱之為 Pangaea,即世界洲。這個大陸后來逐步分離,彼此移開,組成了今日的各大洲。
魏格納教授又采用了一個為各方面所鼓吹著的見解,即地球表面的地極位置隨時(shí)有所變動,因此同一地區(qū)在不同時(shí)代中即經(jīng)歷到極地氣候條件,也經(jīng)歷到赤道氣候條件。他從化石和巖性對古氣候所提供的證據(jù)中,試圖追索出從泥盆紀(jì)到今日的地極移動的蹤跡。以往很多學(xué)者認(rèn)為石炭紀(jì)末或二疊紀(jì)初南美洲、印度與澳洲的冰川是由于 當(dāng)時(shí)其地靠近南極所致,但總找不出任何一個南極點(diǎn),能使所有的冰川都位于距南極 70以內(nèi)。根據(jù)魏氏的假說,這個困難就不存在了。他認(rèn)為這些冰川當(dāng)時(shí)都靠攏在一處,并不像現(xiàn)在那樣遠(yuǎn)離重洋,達(dá)數(shù)千千米之遙。
在魏格納教授所提出的各種問題中,最有趣的問題之一是目前陸塊間的相對運(yùn)動能否用儀器來確切記錄的問題。根據(jù)一系列用月球觀察經(jīng)度(觀測月球?qū)阈堑囊曔\(yùn)動)的結(jié)果,表明格陵蘭東北部與格林尼治間的經(jīng)度距正在逐漸增大。只是這些觀測是否準(zhǔn)確,直到現(xiàn)在還沒有能得到普遍的證實(shí)。于 1863 年和 18821883 年間,在格陵蘭西部的果特霍普(Godthaab)進(jìn)行了月球觀測,所得的結(jié)果表明其經(jīng)度反而減少了 2.6 秒。 1922 年,金生(Lt. Col. Jensen)中校曾利用從瑙恩(Nauen)發(fā)出的無線電信號,并用 13.5 厘米的經(jīng)緯儀觀測星體通過中天的時(shí)間,進(jìn)行了精密的經(jīng)度測定,獲得了比前次測定的平均值約大 5 秒的數(shù)值。魏氏認(rèn)為這是格陵蘭向西移動的確證。查爾斯 ·克羅 斯上校(Col. Sir Charles Cross)認(rèn)為由于月球觀測方法不可靠,這個數(shù)字也不應(yīng)接受 [見 1924 年英國《地理雜志》(Geogr. Journal)第 63 卷第 147 頁]。當(dāng)然,用無線電方法進(jìn)行觀測要準(zhǔn)確很多。如果能于今后十年中用金生中校的方法繼續(xù)進(jìn)行觀測,總魏教授也 提到英國格林尼治與美 國馬 薩諸塞州 的坎布里奇(Cambridge)之間在 1872 年、 1892 年及 1914 年用海底電報(bào)信號測定
的經(jīng)度差,它們僅顯示出增加 0.023 秒。但這些測定常常受到性質(zhì)不明的各種干擾,而這些干擾所影響的數(shù)值比所要求計(jì)算的微小變值還大。
但在判定有無任何真正的經(jīng)度變化這一問題上,我們今后會更有辦法,因?yàn)楝F(xiàn)在在兩個觀測所之間每天都能收到并記下無線電信號(也可在兩大陸上的其他觀測所內(nèi)進(jìn)行),還可以在一年中的每個晴朗的晚上觀測星體通過中天的時(shí)間,所以經(jīng)度的觀測幾乎是在不斷地進(jìn)行著,一些臨時(shí)的反常的影響也就不難予以消除。這樣,在幾年以內(nèi),定能獲得最為正確可靠的結(jié)果。無論將來這些觀測的成果如何,也無論他對今日海陸形狀的演變的見解是否還得修正,魏格納教授引導(dǎo)我們注意到,在地球變遷上有一個任何人所不容忽視的重要的新要素,他的這個功績總是極為可貴的。我曾另撰文章批評過魏氏結(jié)論中的某些細(xì)節(jié),這里沒有復(fù)述的必要。在這個譯本中,我只是關(guān)心著它能把原著者的見解與論點(diǎn)忠實(shí)地翻譯出來。抱著這個目的,曾把這份譯稿送給魏格納教授審查過,我自己也曾仔細(xì)校閱。因此,這個譯本是可以看作魏氏學(xué)說的一個正確而可信的闡述的。
導(dǎo) 讀 / 1
一 充滿傳奇的一生 / 3
二 魏格納和大陸漂移學(xué)說 / 30
三《海陸的起源》講了什么 / 46
四 魏格納創(chuàng)立大陸漂移學(xué)說的科學(xué)方法
/ 69
第一篇 大陸漂移學(xué)說的基本內(nèi)容 / 1
第二篇 證明 / 23
第 1 章 大陸漂移學(xué)說 / 3
第 2 章 與冷縮說、陸橋說和大洋永存說的關(guān)系 / 10
第二篇 證明 / 23
第 3 章 地球物理學(xué)的論證 / 25
第 4 章 地質(zhì)學(xué)的論證 / 35
第 5 章 古生物學(xué)和生物學(xué)的論證 / 59
第 6 章 古氣候?qū)W的論證 / 80
第 7 章 大地測量學(xué)的論證 / 96
第三篇 解釋和結(jié)論 / 103
第 8 章 地球的黏性 / 105
第 9 章 大洋底 / 114
第 10 章 硅鋁圈 / 119
第 11 章 褶皺與斷裂 / 126
第 12 章 大陸邊緣 / 140
第 13 章 大陸漂移的動力 / 153
譯后記 / 163