地球板块是如何形成的?30亿年过去了,一直在动,没有停下来。

大陆漂移学说是板块构造学说的理论基础,被称为当代三大科学进展之一。大陆漂移说提出之前,学术界的主流是“契约说”。人们认为,在地球形成的早期,地球的温度很高,随着时间的推移,地球表面冷却收缩,形成了山脉、盆地和大陆。然而,20世纪初,收缩说受到质疑,人们开始寻找地壳运动的其他驱动力。

1912年春,德国气象学家阿尔弗雷德·魏格纳首次提出大陆漂移学说。他认为地球和大陆曾经是紧密相连的,然后漂移到现在的位置。如今,大陆漂移学说和板块构造学已经成为地质学的基础,但当魏格纳首次提出这一假说时,就像哥白尼提出“日心说”一样,受到了无休止的质疑。

抱着固定的思维,怀疑论者把怀疑的焦点集中在两点上:第一,魏格纳只发现了地壳内存在巨大的能量,却没有证据表明板块是如何连接的;第二,他没有一个好的模型来解释大陆是如何分裂的。

事实上,魏格纳偶然发现了大陆漂移理论,但他的假设不仅仅是灵光一现。两年前,当魏格纳生病时,他仔细观察了挂在墙上的地图。他发现巴西的大西洋海岸似乎与西非十分和谐,于是他把各大洲的地图剪下来拼接起来,试图展现出大陆过去的样子。

与此同时,魏格纳开始收集海洋两岸陆地上植物和动物的证据。他发现不仅澳大利亚和南美洲的有袋动物高度相似,就连寄生虫也很相似。在南美洲和非洲的二叠纪冰川沉积物中,可以发现一种名叫中龙的淡水爬行动物,在其他许多大陆上也可以发现它。美国的阿巴拉契亚山脉和苏格兰的喀里多尼亚山脉可以合并。

魏格纳称这块曾经的超大陆为“泛大陆”,即盘古大陆。到1915,魏格纳正式出版了《大陆和海洋的起源》一书,详细解释了他的理论。

作为一名气象学家,魏格纳受到了来自不同国家和不同学科的科学家的质疑和嘲笑。地质学家称他为“疯狂的自我陶醉”,古生物学家称他为“德国伪科学”。在传统地质学家看来,地球上的板块是固定的,南美洲非洲大陆上的类似化石完全是由于古桥的作用,连接了不同的大陆,并已沉入海底,而古生物学家则直接否认不同大陆化石的相似性。

直到20世纪50年代,新的证据和数据使人们重新审视魏格纳的理论,地球科学家和物理学家从新的角度对地球的演化进行了科学研究。到20世纪60年代,科学家通过海底磁测和地下核试验的地震监测发现了板块边缘,海底磁异常的交替模式预示着海底的扩张和板块的诞生。

事实证明,魏格纳对化石和岩石的大部分观察是正确的。根据美国地质调查局(USGS)的数据,泛大陆是一个超大陆,形成于2亿年至2.5亿年前。但不可否认的是,魏格纳的“大陆漂移”理论并没有解释大陆是如何在地球上运动的,20世纪70年代的板块构造理论在这个问题上给出了详细的解释。

现在我们都知道世界上有六大板块,分别是太平洋板块、欧亚板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块和南极板块。此外,还有大约20个较小的盘子。这个划分是萨维尔·勒·皮臣在1968年提出的,这些板块一直在缓慢移动。

板块运动的动力是地幔内的对流,即地幔对流。地幔由高温的热物质组成。随着热量的增加,产生向上的热流。当热流遇到地壳底部,就会向四周分流。随着温度的降低,热物质会再次沉降到地幔中,从而形成地幔对流环。这种对流不仅是一种热传递,也是地球内部的能量输送到地球表面的一种方式。

在这个过程中,板块之间形成了三种不同的边界类型。热物质沿着大洋中脊上升,形成新的洋壳,向两侧扩张,这是一个离散的边界。

在大洋板块和大陆板块之间还有一个俯冲带。当两个构造板块相遇时,密度较大的大洋板块会俯冲到大陆板块之下,这就是汇聚边界。还有一种板块边界,叫做守恒边界。

通过岩石和化石证据,地球科学家重建了地球大陆的历史。在地球45亿年的历史中,板块构造开始于大约30亿年前。大约11亿年前,只有一个叫罗迪尼亚的超级大陆。大约6亿年前,罗迪尼亚超大陆开始分裂,随后通过聚合形成冈瓦纳和劳亚西亚大陆。现在我们的大陆形成于3亿年前,叫做盘古大陆。当时,非洲、南美洲、北美洲和欧洲靠得很近。随着盘古1.5亿年前的解体,形成了今天的大陆形态。

从大陆漂移学说到板块构造学说,对地球古陆形成过程的科学探索一直在更新。为这些探索奠定基础的魏格纳,受到的质疑远远多于赞扬。魏格纳在1930年一次去格陵兰岛的科学探险中牺牲了。在他的一生中,他未能看到他的理论被学术界广泛接受,但大陆漂移学说成为最重要和应用最广泛的地质理论之一,对地质学、地球物理学、海洋学和生物学产生了巨大影响。

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