海陸的起源中文版目錄TOC\h\h第一章歷史介紹\h第二章漂移理論的本質(zhì)及其與其他三種學(xué)說的關(guān)系\h第三章大地測量學(xué)的爭論\h第四章地球物理學(xué)的爭論\h第五章地質(zhì)學(xué)的爭論\h第六章古生物學(xué)和生物學(xué)的爭論\h第七章古氣候?qū)W的爭論\h第八章大陸漂移的基本原則和地極位移\h第九章大陸漂移的動力\h第十章對硅鋁層的增補觀察資料\h第十一章對大洋底的增補觀察資料第一章

歷史介紹本書的寫作多少與我的個人興趣有關(guān)。我首次注意到“大陸漂移”這一概念可以追溯到1910年。當時我正在觀看世界地圖，發(fā)現(xiàn)大西洋兩岸的海岸線基本是吻合的。對于這一問題，起初我并未給予足夠的關(guān)注，因為我認為這或許沒有太大意義。直到1911年秋天，一次偶然的機會，我看到了一份天氣報告，這使我第一次了解到，在巴西和非洲大陸之間曾經(jīng)有陸橋相連（根據(jù)古生物學(xué)的證據(jù)）。這段文字的記載促使我開始在地質(zhì)學(xué)和古生物學(xué)的范疇內(nèi)進行粗略的考察，并立即得到了重要的佐證，由此，一個基本合理的觀念開始扎根于我的腦海。1912年1月6日，在美因河畔的法蘭克福召開的地質(zhì)學(xué)會上，我就這一問題第一次發(fā)表了自己的看法并進行了演講，題目為“從地球物理學(xué)的基礎(chǔ)論地殼輪廓（大陸與海洋）的生成”。1月10日，在馬堡自然科學(xué)促進協(xié)會上，我做了第二次演講，題目為“大陸的水平位移”。同年，這兩篇文章都得以發(fā)表。1912—1913年，在科赫的帶領(lǐng)下，我參加了橫跨格陵蘭島的探險。后來，因受兵役之阻，我未能對該學(xué)說做進一步的研究。到了1915年，我終于可以利用一個較長的病假假期對這一問題進行比較詳細的論述，并寫成與演講題目同名的著作，由費威希出版公司出版。第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，本書需要再次出版（1920年），出版方慨然應(yīng)允將本書從“費威希叢書”移到“科學(xué)叢書”中來，因而我可以對本書進行大量修改補充。1922年本書的第三版得以發(fā)行，這一版的內(nèi)容再一次得到了根本性的提高。由于第三版印刷規(guī)模較大，因此我可以用幾年的時間對其他問題進行研究。有一段時間，第三版書竟然售罄。這本書的一系列譯著開始問世—兩種俄文版、一種英文版、一種法文版、一種西班牙文版和一種瑞士文版。在德文版的基礎(chǔ)上，我對瑞士文版進行了一定的修改，并且在1926年得以出版。德文第四版已經(jīng)得以再次校訂。事實上，與前三版相比，這一版的描述幾乎完全發(fā)生了改變。在此前版本的寫作過程中，已經(jīng)有許多關(guān)于大陸漂移的綜合性文獻可以借鑒。這些文獻受制于或贊成或反對大陸漂移的觀點層面，當基于個人觀點進行引用時，這些文獻也同樣表達出對于本理論或贊成或反對的意見。自1922年以來，對“大陸漂移學(xué)說”問題的討論在不同的地球科學(xué)研究領(lǐng)域得到發(fā)展，不過，討論的本質(zhì)在某種程度上已發(fā)生改變：大陸漂移說作為一種基礎(chǔ)理論，已經(jīng)在更廣泛的調(diào)查研究中被越來越多地應(yīng)用。此外，由于最近有確切證據(jù)表明格陵蘭島正在漂移，這一現(xiàn)象也使得許多人把大陸漂移說置于一個全新的討論基點之上。因此，早期版本本質(zhì)上所包含的只是對理論本身的介紹，并收集一個個事實來支撐理論，而現(xiàn)在的版本則是一個介于闡述漂移理論和概述新的研究分支之間的過渡階段。當我第一次從事該問題的研究時，以及在后來開展的研究工作期間，不時地遇到與早期研究者們意見相左之處。早在1857年，W.L.格林（W.L.Green）就提到“地殼碎片漂浮在地核液體上”。整個地殼是旋轉(zhuǎn)著的，旋轉(zhuǎn)時其各部分的相對位置不應(yīng)改變—這一觀點已被幾個研究者預(yù)想到，如勒費爾霍茨·馮·科爾堡（L?ffelholzvonColberg）、D.克萊希高爾（D.Kreichgauer）、J.W.伊凡斯等。H.韋特施泰因（H.Wettstein）所撰寫的著作中（除了許多空洞的淺見以外），也談到了大陸具有大規(guī)模相對水平位移傾向的觀點。他認為大陸（不包括被海淹沒的大陸架）不僅會發(fā)生位移，還會發(fā)生變形，而且太陽對地球黏性體的潮汐引力會導(dǎo)致大陸向西漂移〔該觀點也被E.H.L.施瓦茨（E.H.L.Schwarz）秉持〕。不過，施瓦茨認為海洋是沉沒的大陸，他表達了一些曾被我們忽略的奇異的見解，即所謂地理的同源性及地球表面的其他問題。和我一樣，皮克林（Pickering）在其著作中，從南大西洋海岸線的一致性出發(fā)，闡釋了這樣的假設(shè)：美洲脫離了歐非大陸板塊，從而拓寬了大西洋的廣度。然而，他沒有注意到一個必需的假定，即在地質(zhì)史上這兩塊大陸直到白堊紀前還是連接著的。因此，他假定兩塊大陸連接的時間存在于朦朧而遙遠的過去，認為大陸的分離與達爾文（G.H.Darwin）的假設(shè)息息相關(guān)，即月球是從地球上拋出去的，拋出去的痕跡在太平洋盆地中仍然可見。1909年，R.曼托瓦尼（R.Mantovani）在其一篇短文里闡述了一些大陸漂移的觀點，他通過不同的地圖做出解釋，盡管有些部分與我的不同，但在某些問題上我們的觀點驚人地相似，例如，關(guān)于環(huán)繞南非洲的南部大陸的早期歸類問題。W.F.考克斯沃西（W.F.Coxworthy）在1890年后出版的一本書中提出的假設(shè)是：從前的大陸曾經(jīng)連接在一起，如今的大陸只是那些連接的大陸分裂的一部分?？上Ш髞砦以贌o機會去核查該著作。我也在F.B.泰勒（F.B.Taylor）的著作中發(fā)現(xiàn)了與我相似的觀點。泰勒的著作發(fā)表于1910年，在書中他提出假定：各個大陸在第三紀的水平位移并非微不足道，其水平位移和第三紀大褶皺系統(tǒng)密切相關(guān)。事實上他幾乎得到了與我同樣的結(jié)論，例如，關(guān)于格陵蘭島與北美洲分離的問題。對于大西洋這個案例，他認為，大西洋只有其中一部分是由于美洲大陸塊漂離形成的，其余部分是由于陸塊沉沒，并構(gòu)成了大西洋中脊。這一觀點與我的觀點也并不存在本質(zhì)上的不同。因為這一點，美國人有時也稱漂移理論為魏格納—泰勒理論。然而，在閱讀泰勒的著作時，我的感覺是：他的主要目標是找到大山系分布的形成機理，并相信這一機理可以在大陸從極地地區(qū)漂移的事實中發(fā)現(xiàn)。因此我認為，泰勒一連串關(guān)于大陸漂移的概念僅僅起到了輔助作用，并且只是給出了一個粗略的解釋。當我開始熟讀這些作品，包括泰勒的著作時，我已經(jīng)形成了大陸漂移理論的主要框架，而其中一些內(nèi)容我是后來才知曉的。在今后的著作中，人們將發(fā)現(xiàn)某些與大陸漂移學(xué)說相近的論點，但關(guān)于這個論題的歷史調(diào)查我沒有繼續(xù)進行下去，而且也不打算在本書中呈現(xiàn)。圖1-1岡瓦納古陸（Gondwanaland）圖岡瓦納古陸，又叫南方大陸、岡瓦納大陸，是關(guān)于存在于南半球的古大陸的推測。奧地利地質(zhì)學(xué)家蘇斯（E.Suess）于1885年在《地球的面貌》一書中提出這一概念，從下部的冰磧層到較上部的含煤地層統(tǒng)稱為岡瓦納巖系。學(xué)術(shù)界通常認為，該古陸在中生代開始解體，新生代期間逐漸遷移到現(xiàn)今位置。圖1-2勞亞古陸（Laurasia）圖勞亞古陸，又稱北方大陸。根據(jù)板塊構(gòu)造理論，它是1937年由南非地質(zhì)學(xué)家杜德瓦假想出來的曾經(jīng)位于北半球的古大陸。勞亞古陸是勞倫系亞古陸塊和歐亞陸塊的聯(lián)合名稱。勞亞古陸同南方古陸（岡瓦納古陸）隔著一個古地中海（特提斯海）?，F(xiàn)在的一些北半球大陸，如北美、格陵蘭島和除印巴次大陸以外的歐亞大陸，都是勞亞古陸在古生代以后分裂和遷移的結(jié)果。特提斯海，又稱古地中海，是勞亞古陸和岡瓦納古陸間長期存在的古海洋。1893年，奧地利地質(zhì)學(xué)家蘇斯借用古希臘神話人物將其命名為“特提斯?！?。第二章

漂移理論的本質(zhì)及其與其他三種學(xué)說的關(guān)系有一個奇怪的現(xiàn)象，說明了目前我們知識體系的不完備性：關(guān)于我們這個星球史前的狀況問題，人們常會得出截然相反的結(jié)論，這取決于是從生物學(xué)還是地球物理學(xué)的視角來回答這個問題。古生物學(xué)家，甚至連動物學(xué)家、植物地理學(xué)家們也一再得出結(jié)論：現(xiàn)在那些被寬廣的海洋隔開的大多數(shù)大陸，在史前時代一定由陸橋相連；陸地動物和植物區(qū)系曾跨越這些彼此相連的“立交橋”發(fā)生交換。古生物學(xué)家得出此推斷是源于這一狀況：很多已知的相同物種生活在不同的大陸，它們本該有著相同的起源，但不可思議的是現(xiàn)在卻存在于彼此獨立的區(qū)域。此外，在當代動物或植物化石區(qū)系中能夠發(fā)現(xiàn)完全相同的生物化石的比例非常有限。考慮到只有一小部分生活在史前時代的生物以化石形式保存至今并被發(fā)現(xiàn)這一事實，上述現(xiàn)象就很容易被解釋清楚了：即使兩個大陸生物群曾經(jīng)是絕對相同的，但在我們不完備的知識體系下，也必然意味著在這兩個區(qū)域內(nèi)的生物群只有一部分是相同的，而其他部分有較大的差異。此外，在很明顯的情況下，即使交換的可能性是不受限制的，但兩個大陸上的生物體也不會都是完全相同的。例如，即使在今天的歐洲和亞洲，無論如何也沒有完全一致的植物和動物區(qū)系。目前動物界和植物界的比較研究得出了相同的結(jié)論：今天在兩個大陸發(fā)現(xiàn)的物種確實有差異，但其生物種屬和家族仍然是同一的，即今天的生物種屬或家族在史前時代曾經(jīng)是同一個物種或家族。以此推理，現(xiàn)今的陸生動物群和植物群之間的關(guān)系所導(dǎo)致的結(jié)論是：它們曾經(jīng)相同，并且只能通過寬闊的陸橋進行一定的交流；只有在那座陸橋被打破后，植物群和動物群才被細分為今天這樣多樣化的形式。可以毫不夸張地說，如果我們不接受昔日大陸相連的觀點，那么，地球生命的整體演化和現(xiàn)代生物的親緣關(guān)系均發(fā)生在廣泛分離的大陸上這一事實將成為一個難解之謎。這是其中的一個例證。L.F.博福特（L.F.Beaufort）寫道：“許多事例表明，如果不借助陸橋說，動物地理學(xué)本身對動物的分布不可能給予合理的解釋。陸橋說正如馬修（Matthew）所言：假定現(xiàn)在彼此分離的大陸之間的確曾經(jīng)有連接—不僅彼此之間曾有大陸橋，只有一些小板塊漂移走，而且曾經(jīng)相連的大陸塊現(xiàn)在已被深深的海洋分隔?！薄睺.阿爾德特闡述道：“當然，今天仍有陸橋理論的反對者，其中，G.普費弗（G.Pfeffer）特別值得一提。他說，這些種類曾經(jīng)或多或少普遍存在。如果普費弗的這一結(jié)論不能夠令人完全信服，那么他由此得出的進一步的結(jié)論就更缺乏說服力。他認為，即便在南半球有不連續(xù)的分布，在北半球又沒有化石證據(jù)，我們也應(yīng)當假定在各種情況下，動植物都是普遍分布的。如果他想僅僅通過北部大陸和地中海橋之間的遷移解釋分布異常，那么這個假設(shè)依據(jù)的是一個非常不確定的基礎(chǔ)?！蹦喜看箨懮系膭游镉H緣關(guān)系可以通過陸橋的直接遷移來解釋，這與從北方遷徙地區(qū)平行遷移進行解釋相比，顯得更簡單、更徹底，所以不再需要進一步的說明。〕很明顯，有許多人質(zhì)疑這一理論解釋。多數(shù)情況下，對從前的陸橋的假定是基于非常薄弱的證據(jù)，而且這一研究的進展也未被證實。而關(guān)于大陸連接何時破裂以及現(xiàn)代大陸何時開始分離的討論，仍未取得完全一致的認同。然而，就這些古老陸橋的重要性來說，不論專家們的結(jié)論是依據(jù)哺乳動物或者蚯蚓的地理分布，還是依據(jù)植物的地理分布，或者世界上其他生物的地理分布而得出的，他們今天已經(jīng)取得了令人滿意的一致意見。T.阿爾德特憑借二十位科學(xué)家的陳述或地圖繪制了一張選票統(tǒng)計表，即對不同地質(zhì)時期不同陸橋是否存在進行投票。對于四個主要陸橋，我以圖形方式展示了結(jié)果（見圖2-1），三條曲線分別顯示每座陸橋的年齡、反對票票數(shù)以及這兩者之間的差異，贊成票則通過適當?shù)年幱皡^(qū)域來顯示。因此，根據(jù)大多數(shù)研究人員的研究結(jié)果，第一部分（澳大利亞大陸—德干、馬達加斯加島與非洲）一邊顯示的是澳大利亞和印度次大陸之間的陸橋，另一邊顯示的是馬達加斯加島和非洲（岡瓦納古陸）之間的陸橋，從寒武紀開始持續(xù)存在到侏羅紀早期，但隨后不久就瓦解了。第二部分（非洲—巴西）顯示的是南美洲與非洲之間的舊陸橋，它在中白堊紀時期斷掉了。后來，在白堊紀與第三紀的過渡期，大多數(shù)人認為馬達加斯加與德干之間的舊陸橋已破裂（見圖2-1的第三部分）。北美洲和歐洲之間的陸橋則變得非常不規(guī)則，如第四部分所示。盡管曲線的表現(xiàn)方式頻繁變化，但是在此仍有一個實質(zhì)性的爭議。人們認為在寒武紀和二疊紀時期，以及從侏羅紀到白堊紀時期，兩個大陸（北美洲和歐洲）的連接是被反復(fù)擾動的。顯然，這只是淺度海進\h[1]，在海進之后又恢復(fù)了連接。然而，兩個大陸的連接最終破裂，現(xiàn)在對應(yīng)著一個廣闊延伸的大洋，至少在格陵蘭島北部一帶這一情形只發(fā)生在第四紀。本書將對許多細節(jié)進行處理。這里僅強調(diào)一點，到目前為止，陸橋理論一直被忽視，但非常重要的是，這些被假設(shè)的陸橋，不但是指今日的白令海峽、淺海大陸架，或者被洪水填滿的海溝，而且包括海洋之下的區(qū)域這種類型。圖2-1中的四個例子都包含最后這種類型。因為它們清晰地表明漂移理論這一新概念恰恰源于此，所以特意選擇了這些例子。圖2-1寒武紀以來關(guān)于四個陸橋存在性問題的投票圖上曲線代表支持者的票數(shù)，下曲線代表反對者的票數(shù)。兩者之間的正數(shù)差值由斜線陰影代表，兩者之間的負數(shù)差值則由交叉線陰影代表。圖2-246億年前地球的海陸分布圖2-3前寒武紀生物復(fù)原圖圖自地球誕生至6億年前的漫長地質(zhì)時代，曾稱“隱生宙”，目前劃分為太古宙和元古宙。圖2-4寒武紀圖距今5.42億—4.88億年的地質(zhì)時代，也是學(xué)術(shù)界關(guān)注的生物大爆發(fā)時代，代表生物有三葉蟲、鸚鵡螺、奇蝦等。圖2-5奧陶紀圖距今4.88億—4.4億年的地質(zhì)時代，是地球上海進發(fā)生最廣泛的時期。在這一時期，原始脊椎動物開始出現(xiàn)。圖2-6志留紀圖距今4.4億—4.1億年的地質(zhì)時代。在這一時期，陸生植物特別是裸蕨植物首次出現(xiàn)。圖2-7泥盆紀圖距今4.1億—3.6億年的地質(zhì)時代，也被稱為“魚類時代”。圖2-8石炭紀圖距今3.6億—2.99億年的地質(zhì)時代，是植物大繁盛時代。圖2-9二疊紀圖距今2.99億—2.5億年的地質(zhì)時代，是地殼劇烈運動時期，陸續(xù)形成褶皺山系，也是重要成煤期。圖2-10三疊紀圖距今2.5億—1.99億年。在這一時期，盤古大陸形成，爬行動物和裸子植物崛起，發(fā)生兩次生物滅絕事件。圖2-11侏羅紀圖距今1.99億—1.45億年。盤古大陸此時真正開始分裂，大陸地殼上的裂縫生成了大西洋，非洲開始從南美洲裂開，而印度板塊則準備移向亞洲。這一時期是最繁盛的恐龍時代。圖2-12白堊紀圖距今1.45億—0.65億年。白堊紀的氣候相當溫和，海平面的變化大；陸地生存著恐龍，海洋生存著海生爬行動物、菊石以及厚殼蛤；新的哺乳類、鳥類出現(xiàn)；開花植物也首次出現(xiàn)。圖2-13第三紀圖距今6500萬—260萬年，標志著“現(xiàn)代生物時代”的來臨。在地質(zhì)發(fā)展上，晚第三紀全球的海陸輪廓已很接近現(xiàn)今。圖2-14第四紀圖距今約260萬年。在這一時期，人類出現(xiàn)，地震、火山活躍，冰川運動頻繁，海平面有升有降。既然想當然地認為大陸板塊—不論高于或沒于海平面—在地球的整個發(fā)展歷史中保持著它們的相對位置未曾改變，那么人們只能據(jù)此進行假設(shè)。假定地球上存在著某種中間大陸形態(tài)，它們當時沉到海平面以下，當陸地的動植物交換停止時，形成了現(xiàn)在分離大陸之間的洋底。眾所周知，古地理學(xué)的重建就是在此假設(shè)的基礎(chǔ)上引發(fā)的，其中的一個例子為石炭紀。圖2-15石炭紀地球的海洋（陰影部分）與陸地分布（按照常規(guī)觀點繪制）事實上，中間大陸下沉的假設(shè)是最明顯的結(jié)論。只要人們站在地球收縮或皺縮理論的立場，就必須對這一結(jié)論做仔細審查。該理論首次出現(xiàn)在歐洲，它由戴納（Dana）、A.海姆（A.Heim），特別是蘇斯等人開創(chuàng)并發(fā)展起來。直至今日，它仍然是大多數(shù)歐洲地質(zhì)教科書中居于主導(dǎo)地位的基本理念。蘇斯為該理論的本質(zhì)做出了最簡潔的表達：“地球的瓦解由我們見證?！闭缫恢桓砂T的蘋果，由于內(nèi)部水分的損失而在表面形成皺紋，地表因為冷卻收縮從而形成褶皺山脈。由于地殼收縮，一個整體的拱形壓力作用于地殼，使各個部分保持隆起。也就是說，這些塊壘由拱形壓力所支撐。在未來一段時間內(nèi)，這些留在后面的部分可能比其余部分下沉得更快，從而使干燥的陸地成為海底。這一觀點由萊爾（Lyell）提出，并且基于這一事實，人們發(fā)現(xiàn)大陸上到處都是從前的海洋沉積物。不可否認的是，在很長一段時間里，這一理論為完善我們綜合性的地質(zhì)知識提供了歷史性的服務(wù)。而且，由于這一時段如此長久，收縮理論應(yīng)用于大量的個人研究，且其結(jié)論都具有一致性。因其大膽而樸素的概念和廣泛多樣的應(yīng)用，即使是今天它仍吸引著人們。自從綜合性的地質(zhì)知識成為令人印象深刻的主題以來，蘇斯從收縮理論立場入手，撰寫了四卷本的《地球的面貌》，但有越來越多的人質(zhì)疑其基本理念的正確性。所有的隆起是唯一明顯的，而剩余部分則形成由地殼走向地球中心的趨勢，這一概念被“地球絕對隆起的檢測”駁斥。由東亞與東非裂谷的結(jié)構(gòu)可推斷出地殼大部分存在著拉伸力，H.赫格塞爾（Hergesell）用此結(jié)論證明了存在一個連續(xù)的無處不在的拱形壓力概念這一說法是站不住腳的，此概念已經(jīng)引發(fā)了對最上端地殼理論基礎(chǔ)的爭議。由于地球內(nèi)部收縮而引發(fā)地殼起皺和山脈褶皺，這一概念導(dǎo)致了一個令人不可接受的結(jié)果，即在地殼內(nèi)部把壓力旋轉(zhuǎn)180°的弧度。許多學(xué)者，如O.阿姆斐雷（O.Ampferer）、雷耶（Reyer）、M.P.魯茨基（M.P.Rudzki）和K.安德雷（K.Andrée），對此頗為反對，他們聲稱地球的表面如干癟皺皮的蘋果，將不得不進行定期的整體起皺。然而，在阿爾卑斯山脈發(fā)現(xiàn)的如魚鱗狀的單層斷裂結(jié)構(gòu)或逆掩斷層是很獨特的，這似乎使得用來解釋山脈生成的收縮理論證據(jù)越來越不充足，給這一解釋帶來很多難題。貝特朗（Bertrand）、H.沙爾特（H.Schardt）、呂榮（Lugeon）和其他人的著作中提出了阿爾卑斯山和其他山脈結(jié)構(gòu)的新概念，從而產(chǎn)生了一個比早期理論更大的壓縮比。按照以前的概念，海姆計算的阿爾卑斯山脈收縮50%的距離是以單斷層理論為基礎(chǔ)；現(xiàn)在普遍接受的結(jié)果是，初始跨度的收縮必須是原距離的四分之一或八分之一。由于今日阿爾卑斯山脈寬度約為150千米，依此情況計算，它必然是由寬度達到600～1200千米（跨5～10個緯度）的一段地殼壓縮而成的。但是，近年來阿爾卑斯山脈大規(guī)模的單層斷裂綜合體表明，壓縮距離必須更大。R.斯托布（R.Staub）與E.阿爾岡（E.Argand）對此問題意見一致，斯托布在其著作的第257頁總結(jié)道：“阿爾卑斯造山運動是非洲板塊北向漂移的結(jié)果。如果我們把德國黑森林與非洲之間的阿爾卑斯山褶皺和板塊碎片平整為一個橫切面，會發(fā)現(xiàn)今日兩者之間的距離約有1800千米，而之前兩者之間的原始距離必須有3000～3500千米，這樣就意味著阿爾卑斯山（在更廣泛意義上，‘阿爾卑斯山’無愧于‘高山’這一對應(yīng)詞）的壓縮規(guī)模可達到約1500千米。這就是非洲相對于歐洲的位移距離。這里涉及的是真實的非洲大陸漂移，也是一個廣泛的案例?！保ǜ呱綁嚎s規(guī)模的估計值始終在增加。斯托布最近寫道：“不管怎樣，如果我們現(xiàn)在去想象，這些高山褶皺正如床單一般可能被堆疊了12倍，然后再一次次地撫平……那么堅實的高山腹地將必然位于更遠的南部，前緣與腹地之間的原始距離可能是今天的10～12倍。”他補充說：“因此，山脈形成之起源相當明確，它來自獨立漂移的大板塊，是經(jīng)過了排列與組合的大陸塊；因此，從高山地質(zhì)和漢斯·沙爾特的薄板理論出發(fā)，我們會明顯而自然地得到一個確定的基本原則，那就是偉大的魏格納大陸漂移理論。”）圖2-16阿爾卑斯山脈圖阿爾卑斯山脈是第三紀阿爾卑斯造山運動的結(jié)果，位于歐洲中南部，覆蓋了意大利北部邊界、法國東南部、瑞士、列支敦士登、奧地利、德國南部及斯洛文尼亞。阿爾卑斯山脈自北非阿特拉斯開始延伸，穿過南歐和南亞，一直到喜馬拉雅山脈。從亞熱帶地中海海岸的法國尼斯附近向北延伸至日內(nèi)瓦湖，然后再向東北伸展至多瑙河上的維也納。阿爾卑斯山脈呈弧形，長1200千米，寬130～260千米，平均海拔約3千米，總面積約22萬平方千米。其他地質(zhì)學(xué)家也提出類似的觀點，如F.赫爾曼（F.Hermann）、E.亨尼格（E.Hennig）和F.考斯馬特（F.Kossmat）認為：“山脈的形成必須解釋為地殼的大規(guī)模切線運動，而不能簡單地納入收縮理論范圍?！痹趤喼薨咐?，E.阿爾岡在其綜合調(diào)查過程中特別發(fā)展出一個類似的理論，我們稍后討論它。他和斯托布一樣對阿爾卑斯山做了相同的判斷。但還沒有人試圖把這些巨大的地殼壓縮力同地球核心的溫度關(guān)聯(lián)起來。即使是收縮理論中看似不言而喻的基本假設(shè)，即地球是持續(xù)冷卻的，也因鐳元素被發(fā)現(xiàn)而徹底動搖。這種不斷產(chǎn)生熱量的元素，在我們可以接觸到的地殼巖石中，以可測量的含量隨處可見。諸多測量得出的結(jié)論是：即使內(nèi)部鐳含量相同，其在中心所產(chǎn)生的熱量仍要比其從中心向外圍傳導(dǎo)的多得多。考慮到巖石的熱導(dǎo)率，我們能夠測量到礦井的深度增加會導(dǎo)致溫度上升。然而，這意味著地球的溫度應(yīng)該是持續(xù)上升的。當然，鐵隕石的放射性極低，這表明地核中的鐵含量大概比地殼中的鐳含量少很多，因此可以避免得出這種自相矛盾的結(jié)論。無論如何，我們不可能再像從前那樣考慮這個問題：把地球看成一個曾經(jīng)具有較高溫度的球，其冷卻過程是一個暫時性的階段。目前人們認為，它處于一個熱平衡狀態(tài)，地核產(chǎn)生放射性熱量，而熱量又散失到太空。實際上，調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，至少在大陸板塊之下，產(chǎn)生的熱量比損耗的熱量多，因此這里的溫度一定是上升的；然而在海洋盆地中，熱量傳導(dǎo)速度則要大于熱量產(chǎn)生速度。把地球作為一個整體來看，這兩個過程形成了熱量生產(chǎn)率和損失率之間的平衡。不管怎樣，人們至少明確了一點，通過這些新觀點，收縮理論的基礎(chǔ)已經(jīng)完全被推翻。證明收縮理論及其思維模式的不當，其實還存在一些困難。大陸和海底之間存在著無限周期的交換，這個由現(xiàn)今大陸上的海洋沉積物所揭示的概念必須被嚴格界定。這是因為隨著對這些沉積物的更精確的調(diào)查，所涉及的沿海水域沉積物是什么將會越來越清晰地顯示出來。許多曾被斷言來自深海的沉積礦床，卻被證實來自沿海。白堊層就是一個例子，這已由卡耶（Cayaux）證明。E.達凱（E.Dacqué）也肯定了這個結(jié)論。只有極少數(shù)類型的沉積物，如低石灰質(zhì)的高山放射蟲硅質(zhì)巖和某些紅黏土是在深水域（4～5千米）中形成的，因為只有深海海水才能溶解石灰質(zhì)，但直到今天這仍然是個假定的結(jié)論。然而，就各大洲而言，相對近海沉積物的面積來說，這些真正的深海沉積物的面積是如此之微小，以至當今大陸上海相化石的淺水性質(zhì)并未受到影響。然而，這給收縮理論帶來了一個相當大的難題。依照地球物理學(xué)，沿海淺灘必須是大陸的一部分，因為大陸塊是“永久”的，而且在地球歷史上從未形成大洋底。我們今天仍然要假設(shè)海底是曾經(jīng)的大陸嗎？這個假設(shè)顯然是通過大陸上發(fā)現(xiàn)的海洋沉積物形成于淺灘確立的。不止于此，這一假設(shè)導(dǎo)致了一個開放性的矛盾：如果我們復(fù)原洲際陸橋的類型，在沒有補償?shù)目赡苄灾拢ㄟ^淹沒現(xiàn)在的大陸地區(qū)直到與海平面齊平，填平今天的大洋盆地，那么體積減小的海洋盆地不可能有足夠的空間來容納全部海水。洲際陸橋之間的水量如此巨大，使地球海洋的海平面升高，并超越整個地球大陸，以至所有的區(qū)域都被淹沒，一如今日的大洲和陸橋。因此洲際陸橋的復(fù)原—大陸之間形成干燥的陸橋—最終不會如愿。圖2-15就代表著一個不可能的復(fù)原，除非我們提出一個具有“臨時罕見性”的進一步的假說。例如，以前的海水水量比今天所需的更少，或者當時的海洋盆地比今天的更深。B.威利斯（B.Willis）和A.彭克（A.Penck）等人給我們帶來了這種奇異的難題。在關(guān)于收縮理論的反對觀點中，我們將再舉一例加以強調(diào)，它非常特殊。地球物理學(xué)家根據(jù)重力測定理論認為，地殼漂浮在相當密集的黏性基質(zhì)上，處于流體靜力平衡狀態(tài)。這一觀點被稱為地殼均衡說，是根據(jù)阿基米德原理得出的，即這只不過是流體靜力學(xué)的平衡，即浸入物體的重量等于排水量。地殼狀態(tài)具有如下要點：因為地殼沉浸于具有很高黏度的液體中，所以當平衡狀態(tài)被擾動后，其恢復(fù)趨勢只能極端緩慢地進行，甚至需要許多年才可完成。在實驗室條件下，這一“液體”幾乎不可能與“固體”區(qū)分開來。然而在此應(yīng)牢記一點，即使是被我們認定為固體的鋼鐵，在其破裂之前，仍然存在典型的流動現(xiàn)象。地殼負載內(nèi)陸冰蓋是干擾地殼均衡說的一個例子。其結(jié)果是，地殼在這種負載下緩慢下沉，并趨向一個對應(yīng)負載的新的平衡位置。當冰蓋融化，初始平衡位置逐步恢復(fù)，海岸線在冰蓋下沉過程中形成，并隨著地殼升高。德·蓋爾（DeGeer）依據(jù)海岸線所繪制的等基線圖顯示，在最后一次冰川期，斯堪的納維亞半島中部至少下沉了250米，而周邊區(qū)域則逐漸遞減；對最廣泛的第四紀冰期而言，必須假定其下沉數(shù)值更高。根據(jù)赫格布姆（H?gbom）的研究—引自A.鮑恩（A.Born）的觀點，我們在圖2-17中復(fù)制了芬諾斯堪底亞后冰川期的海拔數(shù)值。德·蓋爾已證明同樣的現(xiàn)象曾發(fā)生在北美洲的冰川區(qū)。魯茨基指出，假定地殼均衡，合理的內(nèi)陸冰層厚度值是可以計算出來的，即在斯堪的納維亞島為930米，在北美洲為1670米，而北美洲的沉降幅度總計達500米。因為地殼基板的黏度使平衡流動自然滯后，所以海岸線一般總是形成于冰川消融之后但陸地尚未上升之前，即使在今天，陸地海拔仍在上升，如斯堪的納維亞半島的海拔在100年內(nèi)上升了約1米。沉積體導(dǎo)致板塊沉降這一現(xiàn)象也許是奧斯蒙德·費舍爾（OsmondFisher）第一個認識到的。來自上面的每一個沉積體都導(dǎo)致板塊的沉降，偶爾會有延時，因此新表層與舊表層幾乎居于相同的水平面。這樣一來好幾千米厚的沉積層就產(chǎn)生了，而所有的沉積層都在淺水區(qū)形成。稍后我們將更嚴密地審視地殼均衡說。簡單來說，它是通過地球物理學(xué)廣大范圍的觀測數(shù)值建立起來的，它的一部分現(xiàn)在已成為地球物理學(xué)的堅實基礎(chǔ)，其基本真理已不再被懷疑。（F.B.泰勒有時會通過地殼均衡說來表述鮑伊關(guān)于地槽和山脈起源的理論。依照鮑伊的觀點，沉積盆地的初始高程及地槽，由于它們的等溫線上升而崛起，并造成體積膨脹。一旦如此，將導(dǎo)致陸地海拔升高、系列侵蝕發(fā)生、鋸齒狀山脈形成；由于負載減少，此處基臺會不斷上升。最后，等溫線隨著海拔的升高被提升到一個異常高度，然后開始緩慢下移；陸塊開始冷卻和收縮，地表下沉；由山脈區(qū)域下陷，新的沉積再次開始。當?shù)葴鼐€達到異常低的水平時，進一步的下陷或沉降發(fā)生，然后等溫線再度上升，如此循環(huán)往復(fù)許多個周期。帶有逆掩斷層的巨大褶皺山系，當然不能應(yīng)用此觀點，正如泰勒和其他人所強調(diào)的，確實可以應(yīng)用地殼均衡說，但不應(yīng)該被簡單地冠為“均衡理論”。）圖2-17后冰期時代芬諾斯堪底亞等高線圖（單位為米，據(jù)赫格布姆繪）顯而易見，均衡理論與地殼收縮理論背道而馳，并且兩者很難結(jié)合起來。特別是從均衡原則來看，這似乎是不可能的。一個大陸塊的規(guī)模與一個陸橋所需的規(guī)模要達到一致，在沒有負載時它們可能會下沉到洋底，否則將會發(fā)生翻轉(zhuǎn)。因此，地殼均衡說不僅與地殼收縮理論矛盾，而且與以生物分布規(guī)律為依據(jù)的沉沒陸橋理論相矛盾。（對于收縮理論的反對意見，此處列舉的主要是其典型的早期形式。最近，學(xué)者們或通過對該理論進行部分的限定，或增加一些假說，已經(jīng)試圖使收縮理論更具有現(xiàn)代特點，從而能夠回應(yīng)那些反對的觀點。這些形形色色的著書立說的學(xué)者包括L.科伯、H.斯蒂爾、F.諾爾克和H.杰弗里斯等。羅林·T.張伯倫認為由地球上的物質(zhì)“重排”所導(dǎo)致的收縮形成了地球的小行星起源問題。由于羅林·T.張伯倫的宣揚，這一理論被人們接受。雖然不能否認這些學(xué)者在達到目的的過程中的機敏巧言，但不能說他們真的駁倒了反對意見，也不能說他們所帶來的收縮理論與新研究達到了令人滿意的效果，特別是在地球物理學(xué)領(lǐng)域。反而是這一理論仍需要深入的討論。）在前文中，我們謹慎地談到了收縮理論反對意見中的一些細節(jié)。因為這個理論中備受爭議的部分是被美國地質(zhì)學(xué)家廣泛認可的“永久論”，對理論本身而言，這也是根基所在。B.威利斯對該理論闡述如下：“巨大的海洋盆地構(gòu)成地球表面的永久性特征，自海水首次聚集以來，其形狀鮮有變化，且占據(jù)著和現(xiàn)在一樣的位置?！笔聦嵣希斀翊箨懮系暮Ｑ蟪练e物形成于淺水水域，由此我們推斷，大陸塊在整個地球的歷史上是永久性的存在。地殼均衡說證明了某種不可能的情況，即現(xiàn)今的洋底是沉沒的大陸，這拓展了海洋沉積物的存在范圍，即包括永久的深海板塊和大陸板塊。進一步來說，這個明顯的假設(shè)是大陸并未改變它們的相對位置，威利斯“永久論”的構(gòu)想似乎是一個合乎地球物理學(xué)知識邏輯的結(jié)論。然而，該構(gòu)想忽視了之前關(guān)于陸橋的假定及其衍生生物的分布狀況。所以，出現(xiàn)了一個奇怪現(xiàn)象，即關(guān)于地球史前結(jié)構(gòu)的兩個完全矛盾的理論同時被認可—歐洲幾乎普遍堅持的是陸橋理論，而美國則堅持的是海洋盆地和大陸板塊永久論。永久論在美國信徒眾多并非偶然，地質(zhì)學(xué)在此發(fā)展得較晚，是與地球物理學(xué)同時在這里發(fā)展起來的，這必然導(dǎo)致他們比歐洲研究者更快速、更完全地采用地質(zhì)學(xué)及相關(guān)科學(xué)的成果。因此，與地球物理學(xué)相抵觸的收縮理論在美國沒有市場，而地球物理學(xué)是永久論的基本假設(shè)之一。在歐洲則完全不同，地球物理學(xué)產(chǎn)生之前，地質(zhì)學(xué)已經(jīng)有了很長時間的發(fā)展，歐洲還未曾從地球物理學(xué)中獲益時，就已經(jīng)借助收縮理論全面地了解了地球的進化。許多歐洲科學(xué)家很難完全擺脫傳統(tǒng)觀念，而且他們對地球物理學(xué)研究結(jié)果的不信任從未完全消失，這也是非常令人理解的。地球在一個時間只能對應(yīng)一個構(gòu)造形態(tài)。然而，真相在哪里呢？是什么隔開了大陸，今天的陸橋還是寬廣的海洋？如果我們不想完全放棄對地球上生命演化的理解，那么就不可能否認關(guān)于陸橋的假設(shè)，也不可能忽視永久論倡導(dǎo)者的理論依據(jù)—他們否認沉沒的中間大陸的存在。那些清晰的遺骸顯示了一種可能性：在所有宣稱的假設(shè)中一定存在隱藏的錯誤。這就是位移理論或大陸漂移理論的起點。陸橋理論和永久論擁有一個基本明顯的共同假設(shè)，即不管淺水覆蓋的變量如何，大陸之間的相對位置從未改變。該假設(shè)一定是錯誤的，因為大陸一定曾經(jīng)漂移過。南美洲與非洲連接在一起形成統(tǒng)一陸塊，在白堊紀分裂成兩塊。在數(shù)百萬年的時間里，這兩個部分就像水面上破碎的浮冰塊，離得越來越遠。這兩個陸塊邊緣的輪廓，甚至在今天也引人注目地一致。不僅是巴西海岸圣羅克角的大矩形弧度可以和非洲喀麥隆彎曲的海岸相契合，而且在這兩兩對應(yīng)的地方的南部，巴西一側(cè)的凸起也必然對應(yīng)非洲一個與其完全契合的海灣，反之亦然。羅盤和地球儀測量顯示，這些地方的尺寸大小都是精確相等的。同樣地，北美洲一度位于歐洲旁邊，連同格陵蘭島形成了一個連貫的大陸塊，至少在紐芬蘭島和愛爾蘭以北是如此。這個陸塊在第三紀晚期第一次破裂，形成格陵蘭島的叉形的裂谷，更北一帶在第四紀晚期才破裂，此后大陸塊就彼此漂移、遠離開來。南極大陸、澳大利亞大陸、印度次大陸和非洲南部在侏羅紀初期并肩相連，它們和南美洲一起接合為一個單一大陸，部分區(qū)域曾被淺海覆蓋。該陸塊在侏羅紀、白堊紀和第三紀等地質(zhì)時期分裂為破碎的小塊，這些子塊向四方漂散。我們有三張不同地質(zhì)時期（上石炭紀、始新世和早第四紀）的世界地圖，顯示了這一進程。至于印度板塊的情況，進程有點不同：它原來是以一個長形地帶和亞洲大陸相連，雖然其主體部分淹沒于淺海。印度板塊一方面與澳大利亞分離（在早侏羅紀），另一方面和馬達加斯加島分離（在第三紀到白堊紀的過渡期），在此之后，印度板塊不斷向亞洲移動，其與亞洲交界的長條連接帶一再被壓縮，形成當今地球上最大的褶皺區(qū)域，即喜馬拉雅山脈和其他許多亞洲高地的褶皺鏈。大陸漂移在其他區(qū)域內(nèi)也與造山作用有必然關(guān)聯(lián)。南、北美洲都向西漂移時，由于古太平洋洋底極度寒冷，形成黏性阻力，它們的前緣部分受到擠壓而產(chǎn)生收縮褶皺，結(jié)果形成從阿拉斯加一直延伸到南極洲的巨大的安第斯山脈。同樣我們來看一下澳大利亞陸塊，包括由陸架海隔開的新幾內(nèi)亞島在內(nèi)，在其前緣部分的相對位移方向，新近形成了一個高海拔的新幾內(nèi)亞山脈。澳大利亞陸塊和南極洲大陸分裂遠離之前，它的漂移方向是不同的?，F(xiàn)今的東海岸線是漂移方向的前緣，那時直接位于海岸前面的新西蘭由于折疊壓縮而形成了褶皺山脈。后來，由于位移方向的改變，這些山脈被切斷，留在后面的就成了島鏈。今日澳大利亞東部的科迪勒拉山系形成年代則更早，它是與南極洲大陸分離以前的漂流陸塊的前緣。它和南、北美洲的早期褶皺是同時出現(xiàn)的，美洲的早期褶皺形成了安第斯山脈（前科迪勒拉山系）的基礎(chǔ)。圖2-18根據(jù)大陸漂移理論繪制的世界三個時期的海陸復(fù)原圖（一）圖陰影表示海洋，今日的海陸輪廓與河流簡單列出以助于識別。地圖經(jīng)緯線是隨意設(shè)定的。圖2-19根據(jù)大陸漂移理論繪制的世界三個時期的海陸復(fù)原圖（二）圖與上圖相同，但投影不同。我們剛才提到了源自澳大利亞陸塊的分離，包括之前的邊緣鏈以及后來的新西蘭島鏈。這引導(dǎo)我們產(chǎn)生另一觀點：較小的陸塊在大陸漂移過程中會脫落留下，尤其當它們處在西風(fēng)方向時。例如，東亞板塊的邊緣鏈分裂為花彩島；大小安的列斯群島是美洲中部板塊漂移時留下的，同時還形成了火地島與南極洲西部之間的所謂南部群島?。显O(shè)得蘭群島）。事實上，所有朝向南方逐漸變細的陸塊之所以在東向呈現(xiàn)出錐形彎曲，是由于它們是在冰山背后脫落的，例如，格陵蘭島尖銳的南端、佛羅里達陸棚、火地島、格雷厄姆海岸和大陸呈碎片化的錫蘭\h[2]。這一點很容易理解，即大陸漂移理論的整體觀點從假設(shè)開始：假設(shè)深海板塊和大陸板塊由不同材料組成，而且構(gòu)成地球結(jié)構(gòu)中不同的地層。最外層被稱為巖石圈，但并不完全覆蓋整個地球表面，至于其過去是否曾經(jīng)覆蓋暫且不知。大洋洋底代表著地球內(nèi)層巖石圈的自由表面，也可以假設(shè)它在大陸塊下面運行。這就是大陸漂移理論的地球物理學(xué)內(nèi)容。如果以大陸漂移理論為基礎(chǔ)，我們就能滿足陸橋理論和永久論的所有合理條件。這就等于說陸地的連接一定存在過，但不是后來沉沒的中間大陸，而是大陸之間的直接接合，只不過現(xiàn)在它們是分開的。永久論也是存在的，它是地球上海洋區(qū)域與大陸區(qū)域的合體，而不是單獨的海洋或大陸。這一新概念的詳細證據(jù)將成為本書的主要內(nèi)容。圖2-20火地島、合恩角和馬爾維納斯群島圖2-21地殼結(jié)構(gòu)圖\h[1]又稱海侵，是指由于海面上升或地殼下降，導(dǎo)致海水面積擴大，因此海岸線向大陸內(nèi)部推進的一種地質(zhì)現(xiàn)象。\h[2]錫蘭，現(xiàn)更名為斯里蘭卡（SriLanka）。本書后面均譯作“斯里蘭卡”?！g者注第三章

大地測量學(xué)的爭論通過天文定位的反復(fù)檢測，我們開始著手對現(xiàn)代大陸漂移理論進行論證。因為最近只有這個方法提供了格陵蘭島位移的真正證據(jù)，同時它也構(gòu)成了大陸漂移理論的定量佐證。大多數(shù)科學(xué)家認為它是對漂移理論最精確可靠的測試。與具有廣泛適用性的其他理論相比，大陸漂移理論具備精確的天文定位測試所證實的巨大優(yōu)勢。如果大陸漂移在這么長的時間內(nèi)一直都在進行著，那么很有可能這個過程還將會繼續(xù)。天文測量是否能在一個合理的時間段內(nèi)揭示漂移速度，將是我們所面臨的問題。要回答這個問題，我們必須更深入地探索地質(zhì)時代的絕對年齡問題。雖然這些已知的地質(zhì)時代的絕對年齡仍有存疑之處，但在一定程度上為回答我們的問題提供了可能。關(guān)于從最后一個冰期到現(xiàn)在的時間，A.彭克在對阿爾卑斯山冰期的研究中將其估計為50000年；施泰因曼（Steinmann）則估計其至少為20000年，至多50000年；海姆根據(jù)其在瑞士的計算數(shù)值及美國冰川地質(zhì)學(xué)家的研究估計其僅為10000年左右。利用天文研究的方法，米蘭科維奇（Milankovitch）測算出，從最后一個冰河期的最冷氣候點到現(xiàn)在為25000年左右（這個冰期的主要階段發(fā)生在75000年前），而大約在10000年前，地球進入一個氣候適宜期，這個氣候適宜期已由歐洲北部的地質(zhì)證據(jù)確認。德·蓋爾根據(jù)黏土層的計算數(shù)值斷定，退縮的冰蓋前緣在12000年前經(jīng)過瑞典南部的斯科恩，但在16000年前它還位于梅克倫堡。通過米蘭科維奇的推算，第四紀的時間跨度為60萬～100萬年。對我們的研究目標來說，這些估計值之間的一致性已經(jīng)足夠滿足需要了。我們嘗試著通過測量沉積層的厚度來評估地質(zhì)時代早期的持續(xù)時間。例如，E.達凱和魯茨基已經(jīng)利用這個方法推斷出第三紀的時間跨度為100萬～1000萬年，中生代的時間跨度大約是第三紀的3倍，古生代大概為12倍之長。尤其是對地質(zhì)早期來說，如此長的時間跨度，要由放射性測年法來測定。如今該方法有著最高的權(quán)威。該方法基于鈾和釷原子的漸進性衰變，α放射粒子（氦核）經(jīng)過幾次中間轉(zhuǎn)換最后成為鉛原子。放射性測年法可以分為三種。第一種方法是氦測定法。氦的相對量隨著礦物濃度的增加而產(chǎn)生，這是可測量的。這一方法與后面的測量方法相比，所提供的數(shù)值小一些。氦氣釋放緩慢，因此或許有人會認為這一測定法要遜于其他方法。第二種方法是確定最終產(chǎn)物即鉛的相對量，并據(jù)此推斷出年代。第三種方法是多色暈法。因為α粒子輻射會在周圍的巖石產(chǎn)生非常小的放射性彩色暈環(huán)，且隨著時間推移暈環(huán)會擴大，所以礦物樣品的年代可依據(jù)暈環(huán)的大小來測定。鮑恩測定中新世的巖石年齡為6×106年，中新世—始新世的巖石年齡為25×106年，晚石炭紀的巖石年齡為137×106年。這三個數(shù)值都是通過氦測定法獲得的。而鉛測定法測出晚石炭紀的年齡為320×106年，該值明顯偏高，測出阿爾岡紀的年齡為1200×106年，而氦測定法測出的只有350×106年。這些數(shù)值都比基于沉積物厚度估計的大得多。在此，我們的討論僅以第三紀后的地質(zhì)時期為主。通過各種方法測定的相關(guān)數(shù)據(jù)，它們之間出入不大，其結(jié)果足以滿足我們的研究目的。表3-1為測定的第三紀后的地質(zhì)時代的年齡。表3-1第三紀后的地質(zhì)時代年齡表借助這些數(shù)字和大陸所覆蓋的距離，我們假設(shè)大陸位移正在發(fā)生，且以勻速位移，這樣就可以形成一個粗略的年度漂移量的圖片。當然這兩個假設(shè)是難以測試的。如果添加測試條件會導(dǎo)致地質(zhì)時期年齡的不確定性達到50%，甚至100%，并進而導(dǎo)致陸塊分離時間不確定，那么可以斷定這些數(shù)字只能提供一個粗略的方向。如果以后的測量給出完全不同的結(jié)果，我們也不必感到驚訝。盡管如此，這些粗略的計算也是有價值的，因為它將研究者的注意力吸引到了那些在較短的時間跨度內(nèi)存在一些可測量位移的地方。表3-2標出了一些特別有趣的地區(qū)之間的年度位移距離。其中最大的變化是格陵蘭島和歐洲之間的裂隙距離，其次是冰島和歐洲之間、馬達加斯加島和非洲之間的裂隙距離。就格陵蘭島和冰島來說，其漂移方向為東西方向，因此，天文定位可以探測到，它們之間的漂移只存在經(jīng)度差異，而非緯度差異。表3-2部分大陸的年度位移距離前一段時期，研究者的注意力恰巧集中在格陵蘭島與歐洲之間經(jīng)度差異的增加方面。這一發(fā)現(xiàn)多多少少源于興趣。當時，我已經(jīng)繪制出第一個粗略的漂移理論的草圖，而丹麥探險隊對格陵蘭島東北部的經(jīng)度測量還未完成。這是1906—1908年繆利烏斯·埃里克森（MyliusErichsen）帶領(lǐng)的探險隊，我作為助手參與其中。我已知曉探險隊的早期數(shù)據(jù)是從薩賓島經(jīng)度站以及我們在丹麥灣通過三角測量獲得，因此我寫信給探險隊的制圖員科赫，并給了他漂移理論的框架，想讓他看看我們考察所得的經(jīng)度數(shù)據(jù)是否與早期預(yù)期的數(shù)字存在分歧?？坪兆隽艘粋€臨時的數(shù)據(jù)計算給我，他認為的確與預(yù)期的數(shù)字存在一個數(shù)量級的差異，但他不能確認格陵蘭島的位移差異。當確切的計算結(jié)果出來時，科赫針對該問題調(diào)查了錯誤的來源，這一次他認為漂移理論實際上是最合理的解釋：“從之前的研究來看，錯誤是一定會出現(xiàn)的。根據(jù)丹麥探險隊和日耳曼尼亞探險隊（1869—1870年）的那些數(shù)據(jù)，無論是分開還是結(jié)合在一起來看，都不足以解釋海斯塔克所說的位移差距是1190米。在此，應(yīng)認定唯一誤差來源是天文經(jīng)度測量。不管怎樣，我們將不得不承擔(dān)天文經(jīng)度測量值大于平均誤差4~5倍的結(jié)果……”1823年，E.薩賓（E.Sabine）在格陵蘭島東北部做了經(jīng)度測量，得出三組數(shù)字。當然，這些最古老的測量并不是完全在同一個地方進行的。薩賓在該島的南緣得出其觀察結(jié)論，之后此島被命名為薩賓島。遺憾的是，該結(jié)論還是存在一定程度的不確定性，那就是沒有標記觀察的確切地點，盡管這一點不是那么重要。鮑恩和科普蘭（Copeland）于1870年隨同日耳曼尼亞探險隊進行了考察，考察地點位于距薩賓島南緣幾百米遠的東方。科赫在遙遠的北方，即格陵蘭島日耳曼尼亞地的丹麥港也進行了考察，其結(jié)論與薩賓的三角測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)。測量結(jié)果從一個測量地點轉(zhuǎn)移到另一個地點所造成的不精確性，由科赫一一準確地檢測出來。結(jié)果表明，與經(jīng)度測量本身所具有的更大的不確定性相比，這個錯誤可以忽略不計。數(shù)據(jù)顯示格陵蘭島東北部與歐洲之間的距離在增加。1823—1870年間共移動了420米，即每年移動9米；1870—1907年間共移動了1190米，即每年移動32米。其中三組數(shù)字的平均誤差是：1823年—約124米；1870年—約124米；1907年—約256米。但F.伯邁斯特（F.Burmeister）在此情況下提出了反對意見，他認為涉及月球觀測法的平均誤差不能保證結(jié)果的準確性。這主要是因為，在月球觀測法中，系統(tǒng)誤差并未體現(xiàn)在平均誤差中。在不利的情況下，系統(tǒng)誤差的客觀存在可能造成計算結(jié)果誤差甚巨。因此，它們只是恰好適應(yīng)了漂移假設(shè)，但還不足以構(gòu)成準確的證據(jù)。從那時起，丹麥調(diào)查所（現(xiàn)今的哥本哈根大地測量研究所）在這個問題上進行了令人滿意的前衛(wèi)研究。P.F.延森（P.F.Jensen）在1922年夏天對格陵蘭島西部進行了新的經(jīng)度測量，使用了精度更高的無線電報傳送時間的方法。我和E.斯塔克（Stuck）在德國也發(fā)表了關(guān)于研究結(jié)果的文章。延森在格陵蘭島的戈德霍普殖民地重復(fù)進行了早期的經(jīng)度測量，目的是與舊觀測值進行一個對比。這些舊觀測值一部分來自1863年，由法爾博（Falbe）和布盧姆（Bluhme）測定，一部分來自1882—1883年，由萊德（Ryder）測定。這些舊觀測值由月球觀測法獲得，并不那么精確。因此，延森將它們合并成一個平均值，對應(yīng)于1873年的年度值，并且和他獲得的更精確的測量值進行了比較。最重要的是，他避免了系統(tǒng)誤差對結(jié)果的干擾。結(jié)果再次表明，在過渡時期格陵蘭島向西漂流約980米，相當于20米/年。圖3-1格陵蘭島的漂移（根據(jù)早期經(jīng)度測量值繪制）我把這些測量結(jié)果與格陵蘭島東部的觀測數(shù)據(jù)一起呈現(xiàn)在圖3-1中，有助于讀者的想象。圓半徑的大小可以通過橫坐標來讀取，平均誤差的一系列測量值以米為單位來表示。延森觀測數(shù)值的精度優(yōu)越性立即凸顯出來。觀測數(shù)值歸類在“Ⅰ”下的指薩賓島（格陵蘭島東北部）的數(shù)據(jù)，歸類在“Ⅱ”下的指格陵蘭島西部戈德霍普的數(shù)據(jù)。除了上述觀測數(shù)據(jù)的平均值，1863年和1882—1883年的數(shù)據(jù)也同時在這里顯示出來。當然，在相反的方向上它們存在著矢量差異，但由于時間間隔短暫，人們在研究它們不精確性的影響時，可以忽略這一點。然而，與延森后期的觀測數(shù)據(jù)相比，他們中的每一位都給出了經(jīng)度增加的時間率?？偠灾?，現(xiàn)在有了以下四個相互獨立的比較數(shù)據(jù)集：科赫—鮑恩和科普蘭；科赫—薩賓；延森—法爾博和布盧姆；延森—萊德。所有這些都與漂移理論相吻合。這些數(shù)據(jù)結(jié)果全部或部分是基于月球觀測法獲得的，因此可能包含著無法檢測的系統(tǒng)誤差。這種觀測法所積累的相似結(jié)果，既不否定任何其他結(jié)果，也并未使其他結(jié)果變得不可信。但這一切恰好構(gòu)成一個不幸的問題，即它們或許是極端誤差觀測值的集合。然而，幸運的是，丹麥調(diào)查所重復(fù)檢測了這些經(jīng)度的測量值，并將其作為常規(guī)定期項目的一部分。據(jù)此，延森的第二項行動包括，在科爾諾克修建一個適當?shù)奶煳挠^測臺，在戈德霍普峽灣上空有利的氣候條件下，借助精確的無線電傳輸實施第一個標準經(jīng)度測量。1922年他測量了科爾諾克的經(jīng)度：3小時24分22.5秒±0.1秒，格林尼治以西（恒星觀測）；3小時24分22.5秒±0.1秒，格林尼治以西（太陽觀測）?？茽栔Z克的經(jīng)度現(xiàn)在已由中尉軍官扎貝爾-約根森（Sabel-J?rgensen）在1927年夏季重復(fù)測量。他使用現(xiàn)代客觀的千分尺\h[1]消除了個人主觀造成的觀測誤差，這比延森的測量結(jié)果更精確。一個令人興奮且期待已久的結(jié)果是：1927年測得的科爾諾克經(jīng)度是3小時24分23.405秒±0.008秒。（最感謝的是哥本哈根大地測量研究所所長諾倫德教授，因為他允許我引用這一尚未發(fā)表的數(shù)據(jù)。）與延森的測量結(jié)果相比，關(guān)于格林尼治產(chǎn)生了一個經(jīng)度差，即格陵蘭島與歐洲在5年內(nèi)的經(jīng)度差約為0.9秒（時間），這意味著兩者之間的距離每年增加約36米。這一增加值比延森測量的平均誤差大了9倍，但在無線電傳輸方面并不存在任何系統(tǒng)誤差。因此，結(jié)果就是格陵蘭島的位移在不斷增加，除非延森的個人觀測誤差達到0.9秒—這是一個最不可能的假設(shè)。應(yīng)用非個人化的客觀方法對科爾諾克的經(jīng)度測量每5年重復(fù)一次。這項有趣的觀測確定了更加精確的年度位移量，也確立了漂移率是穩(wěn)定的還是變動的。作為第一個精確的大陸漂移天文學(xué)證據(jù)，它充分證實了漂移理論定量分析中的預(yù)想。在我看來，整體的理論探討將置于一個新的立足點上：我們的關(guān)注點現(xiàn)在已從理論的可靠性問題轉(zhuǎn)移至個人斷言的精確度上。與格陵蘭島的情況相比，北美洲與歐洲之間相對位移率的測量情況就不太順利了。當然，測量條件更有利了，我們不再依賴月球觀測法，因為北美洲的經(jīng)度測量值已使用電報發(fā)送了。一般而言，我們不得不為這一優(yōu)勢所付出的代價是，預(yù)期的位移變化值極小—我們的測量給出了約1米/年的位移數(shù)值，這是紐芬蘭島和愛爾蘭島之間自斷裂以來的平均值。然而從那時起，北美洲的位移方向發(fā)生了變化，結(jié)果它與格陵蘭島發(fā)生分離，而且這一分離仍在繼續(xù)；北美洲很可能相對于基板一直向南漂移。今天拉布拉多和格陵蘭島西南沿海各點相應(yīng)位置吻合的現(xiàn)象表明這種漂移依然繼續(xù)著，舊金山地震斷層的裂谷線和加利福尼亞半島的初始加壓進一步證實了這一點。因此，很難說今天經(jīng)度的預(yù)期增加到底有多大。但無論如何，它都應(yīng)該略小于1米/年的位移數(shù)值。圖3-2仍在漂移的格陵蘭島應(yīng)用橫跨大西洋的電報技術(shù)，以1866年、1870年和1892年的舊經(jīng)度測量值作為基礎(chǔ)，我曾經(jīng)推斷出北美洲和歐洲的距離實際增加值達4米/年。然而，根據(jù)加勒（Galle）的研究，這個結(jié)果一定是由于測量數(shù)據(jù)的組合問題形成的。這種組合是困難的，因為舊測量值不涉及歐洲和北美洲的相同地點，所以仍需考慮到大陸范圍內(nèi)的經(jīng)度差異。不同的使用方法獲得了不同的結(jié)果，也最終影響了結(jié)論。在第一次世界大戰(zhàn)前不久，為了解決這個問題，我們與美國合作進行了一項新的經(jīng)度測量，并使用無線電報核查測量值。然而，測量工作在戰(zhàn)爭開始時因電纜被切斷而過早地中止了，因此測量結(jié)果未達到所需的精度，這表明目前位移仍然太小而不可靠?？膊祭锲婧透窳帜嶂沃g的經(jīng)度差羅列為如下數(shù)字：1872年—4小時44分31.016秒；1892年—4小時44分31.032秒；1914年—4小時44分31.039秒。最早在1866年測得的數(shù)據(jù)為4小時44分30.89秒，因為太不準確而被省略了。自1921年以來，歐洲和北美洲之間經(jīng)度差的連續(xù)測量已經(jīng)通過無線電信號展開了；1925年，B.瓦納奇（B.Wanach）對這些測量結(jié)果進行了討論。由于只涉及4年時間，可以檢測到的數(shù)值沒有明顯的增加，這并不意外。然而這些觀察資料與這樣的增加也并不矛盾，正相反，如果將數(shù)據(jù)整合起來，北美洲的年度西向位移達0.6米，盡管可能的誤差為±2.4米。瓦納奇總結(jié)說：“目前只能說，北美洲相對于歐洲的任何位移明顯超過1米/年是最不可能的?！盓.布雷尼克（E.Brennecke）發(fā)表了一個類似的意見：“這是真的，我們獲得的數(shù)據(jù)既不是有利于大陸漂移規(guī)定量的證據(jù)，也不是反對這一觀點的證據(jù)，我們必須等待結(jié)果?！睉?yīng)該指出的是，當無線電測量出新數(shù)據(jù)時，跨大西洋電纜獲得的測量數(shù)據(jù)則完全被無視了。到目前為止，電纜測量的精確度明顯低于無線電測量。然而，這一缺陷隨后可能由更大的可用的時間間隔來補償，因此將新舊測量數(shù)據(jù)結(jié)合起來看是有必要的。這必須留給大地測量學(xué)來完成。我毫不懷疑，在不久的未來，我們會成功地測量出北美洲相對于歐洲漂移的精密數(shù)據(jù)。馬達加斯加島地理坐標的變化最近也引起了我們的注意。1890年借助滿月法的觀測，我們在塔那那利佛天文臺測得了該地點的經(jīng)度，并在數(shù)據(jù)被破壞和恢復(fù)之后，于1922年和1925年在同一地點以無線電報法進行了測量。我感謝巴黎的C.莫蘭（C.Maurain）教授在信中寫下了三個數(shù)值：表3-3C.莫蘭教授觀測的數(shù)值這些數(shù)值表明，馬達加斯加島相對于格林尼治子午線的位移幅度要大得多，即每年60～70米的距離。馬達加斯加島相對于非洲的位移，則是一個很小的數(shù)值。這表明非洲南部相對于格林尼治偏東方向也在移動。由于這些地區(qū)彼此之間的巨大間隔，漂移理論不必對此做出更進一步有用的聲明。希望非洲南部的經(jīng)度在未來也可以被測量，馬達加斯加島和非洲南部之間的經(jīng)度差也可以被監(jiān)控，這是漂移理論中最重要的一個問題。為了就馬達加斯加島與非洲之間相對運動的其他要素進行定量跟蹤，還需要對這兩個區(qū)域反復(fù)地進行精確的緯度測量。無論如何，目前所觀察到的馬達加斯加島經(jīng)度的變化，在研究方向上是與漂移理論相吻合的。當然這里還需要指出的是，最古老的測量是基于月球觀察法，反對這些測量的原因同樣也是反對格陵蘭島東北部測量數(shù)據(jù)的原因。盡管如此，馬達加斯加島的整體位移相較于之前的數(shù)據(jù)來說，幾乎達到2.5千米，距離如此之大，以至于由于觀測導(dǎo)致的錯誤的概率很小。然而，對馬達加斯加島進行進一步測量的規(guī)劃已做出，我們期待，不久以后能從那里獲得可靠的測量結(jié)果。在1924年馬德里召開的大地測量學(xué)大會和1925年國際天文聯(lián)合會的研討會上，會議制訂了通過無線電測定大陸漂移經(jīng)度的全面計劃。據(jù)此計劃，經(jīng)度測量不僅在歐洲和北美洲之間展開，而且也將在火奴魯魯、亞洲東部、澳大利亞和中南半島一帶進行。該項目第一個系列的測量在1926年秋天進行，G.費里埃（G.Ferrié）報告了法國獲得的結(jié)果。當然，任何可能的變化都會在后來的重復(fù)測量中出現(xiàn)。人們似乎對既定計劃還欠缺考慮，即基于漂移理論，地球的哪些部分應(yīng)按照預(yù)期去獲得可測量的變化。但是，格陵蘭島和馬達加斯加島的例子讓我們看到了這個計劃正朝此方向改進的希望?？梢悦鞔_的一點是，通過反復(fù)的天文定位精確檢測，漂移理論已經(jīng)取得長足的進步，它的正確性已經(jīng)開始顯現(xiàn)?？傊?，還應(yīng)該注意目前歐洲和北美洲天文臺對地理緯度變化的測量結(jié)果。根據(jù)金特（Günthe）的研究報告，A.霍爾（A.Hall）認為在某種情形下緯度數(shù)值減少的情況如下：巴黎在28年內(nèi)減少了1.3秒；米蘭在60年內(nèi)減少了1.51秒；羅馬在56年內(nèi)減少了0.17秒；…………那不勒斯在51年內(nèi)減少了1.21秒；…………普魯士哥尼斯堡在23年內(nèi)減少了0.15秒；格林尼治在18年內(nèi)減少了0.51秒。高斯丁斯基（Kostinsky）和索科洛夫（Sokolow）認為普爾科瓦（亦稱普爾科沃）天文臺記錄了百年的緯度減少幅度。此外，華盛頓在18年內(nèi)減少了0.47秒。我們發(fā)現(xiàn)，相似量級的系統(tǒng)誤差源于所謂的天文臺圓頂室折射現(xiàn)象。因此，在很長一段時間里存在著一個傾向，即把所有這些系統(tǒng)誤差歸因于這個現(xiàn)象。然而，支持這一變化的人數(shù)最近在成倍地增加。此后，W.D.蘭伯特（W.D.Lambert）表明，目前，加利福尼亞尤凱亞的緯度和北美洲其他天文臺的觀測數(shù)據(jù)都發(fā)生了明顯的變化。在最近的著作中，蘭伯特表明：“國際天文臺不是發(fā)生令人困惑的緯度變化的唯一案例。羅馬自1885年以來就已經(jīng)改變了1.43秒的緯度。對這類異常情況進行系統(tǒng)研究是非常必要的?！比欢?，上述提到的舊數(shù)據(jù)對今天的漂移而言，具有相反的意義，因為尤凱亞的緯度仍在增加。很難解釋這些緯度的變化，因為它們既可能由大陸漂移引起，也可能由地極位移引起，而后者與前者之間并無關(guān)聯(lián)。正如我們以后在更多的細節(jié)中所顯示的那樣，最近有可能通過國際緯度服務(wù)的測量手段來檢測今天的地極位移，依據(jù)就是，北極點正在向北美洲方向位移，這意味著北美天文站緯度正在增加。然而，根據(jù)迄今為止的結(jié)果來判斷，這一地極位移的程度小于所觀察到的正在增加的北美緯度。未來如果不能證明地極位移的幅度變得更大，人們就會得出這樣的結(jié)論，即相對于地表的其余部分，北美洲正在向北移動。這將是非常奇怪的，因為有許多跡象表明它是向南漂流。只有在更長時間內(nèi)完成一系列測量之后，這些問題的完整解釋才可能得出；而且在這樣的情況下，以前的漂移理論是否能解釋清楚這些問題，也是令人懷疑的。\h[1]又稱螺旋測微器，其測量精度可達0.01mm。第四章

地球物理學(xué)的爭論以地球表面高于或低于海平面的統(tǒng)計分布來看，地球表面存在著兩個模態(tài)的高程數(shù)值，而中間值是罕見的。高值對應(yīng)著大陸表面海拔，低值則對應(yīng)著海底。如果把整個地球表面按照1平方千米為單位來分割，并以高于或低于海平面的高度順序來排列，那么這就是眾所周知的等高曲線圖。克呂梅爾（Krümmel）繪制的等高曲線圖清楚地顯示出這兩個級別的高程。根據(jù)H.瓦格納（H.Wagner）的計算，顯示各種高程的頻率按數(shù)字排列如下（許多數(shù)字是基于科西納的海洋調(diào)查，表4-1是依據(jù)從前的、與克呂梅爾和W.特拉貝爾特略有不同的數(shù)據(jù)繪制的）：表4-1各級高程出現(xiàn)的頻率圖4-1地球表面的等高曲線（據(jù)克呂梅爾繪）圖4-2高程頻率分布圖W.特拉貝爾特的等高曲線圖是這個系列中最好的代表，它是在較早的一些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上繪制的，與其他等高曲線圖相比顯得更細致。圖4-2就顯示了這個頻率分布圖，它以1000米為增量，因而頻率百分比僅為上表的10%。這里的兩個最大頻率的高程分別位于海平面下4700米處和海平面上約100米處。隨著深海探測量的增加，這些數(shù)字使人們注意到一個事實：大陸前緣會驟然下降或者大陸架到海洋的坡度越來越陡峭。將早期的海洋圖與M.格羅爾（M.Groll）最新繪制的海洋圖比較一下，就會發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象。例如，1911年，特拉貝爾特計算出海深1～2千米的高程所占面積為4%，海深2～3千米的高程所占面積為6.5%。而瓦格納根據(jù)格羅爾的圖得出的結(jié)果則分別是2.9%和4.7%。因此，將來深海探測技術(shù)發(fā)展后，人們看到的兩個高程的最大頻率差異將會比目前的更明顯。在整個地球物理學(xué)中，幾乎很難發(fā)現(xiàn)比這個更具清晰度和可靠性的規(guī)律：地球表面存在著兩個優(yōu)先級別的高度平面，它們交替并列，分別代表大陸和洋底。但令人驚訝的是，對于這個眾所周知的規(guī)律，幾乎無人嘗試去解釋。事實上，根據(jù)通常的地質(zhì)解釋，海拔導(dǎo)致原始水平面的隆起和沉降，頻率面越小，它們相對于海平面的高度或深度越大，由此得到的頻率分布將近似于高斯誤差曲線（粗略地說，其過程大致是圖4-2中的虛線曲線所顯示的那樣）。因此，應(yīng)該只有一個最大頻率的峰值對應(yīng)于平均地殼（-2450米）的分布范圍。但我們觀察到的峰值是兩個，其曲線大致與誤差律相似。由此我們可以得出結(jié)論，地球外殼以前存在著兩個原始水平面。當我們提到大陸和海洋時，就意味著我們要處理兩個不同的地殼層。形象地說，地殼表層就像水和水面上漂浮的冰塊一樣。圖4-3就是根據(jù)這一新概念顯示出的一個大陸邊緣的垂直剖面圖。我們對大洋底和大陸板塊之間的關(guān)系，首次取得了合理的解釋。圖4-3大陸邊緣的垂直剖面圖1878年，A.海姆在談到這個問題時說：“那么，直到做出與史前大陸位移相關(guān)的更精確的觀測時……直到我們對補償性壓縮程度擁有更完整的數(shù)據(jù)，并能夠解釋大多數(shù)山脈的形成之前，很難期待在認識山脈和大陸的因果關(guān)系以及后者的形狀之間的因果關(guān)系等方面，會有任何真正可靠的進展?！痹絹碓蕉嗟纳詈Ｌ綔y表明這一問題的研究變得更加迫切：在廣闊而平坦的洋底和大陸區(qū)域存在著明顯的對比，二者同樣平坦，卻有著約5千米的高度差。1918年E.凱瑟（E.Kayser）寫道：“與這些巨大巖石地層（大陸塊）的體積相比，大陸所有的上沖斷層都是渺小和微不足道的，甚至像喜馬拉雅山這樣高聳的山脈，也僅僅是地球支撐基座表面上的微小皺紋。這個獨一無二的事實使一個老舊的觀點，即哪座山脈可以代表大陸的基本框架，似乎已站不住腳了……相反，我們應(yīng)該這樣假設(shè)，即大陸是較早的、決定性的構(gòu)造，而山脈則是附屬的并且是最近形成的?！庇闷评碚摻鉀Q這個問題是如此簡單和明顯，以至于人們幾乎無法相信它會引發(fā)異議。然而，該理論的反對者試圖用其他方法來解釋雙峰的水平頻率分布，但所有這些嘗試都失敗了。W.澤格爾（W.Soergel）認為，從一個給定的水平面開始，如果一部分上升則另一部分降低，那么，中間部分會因兩側(cè)傾斜而大大減少，對應(yīng)著隆起和凹陷部分的兩個頻率最大值就會產(chǎn)生。同樣地，G.V.道格拉斯和A.V.道格拉斯認為，如果原來的水平部分通過折疊轉(zhuǎn)化成一個正弦表面，應(yīng)形成兩個最大值，即波峰和波谷。這兩種觀點都源于同一個根本性錯誤，即將個別過程與統(tǒng)計合量混為一談。這只是一個簡單問題，無論是在一系列無限的隆起和凹陷中（應(yīng)用澤格爾的觀點），還是在褶皺中（應(yīng)用道格拉斯的觀點），在頻率分布上出現(xiàn)兩個最大值都是可能的，因為各個水平面的數(shù)值是隨意變化的。然而，情況并非如此。對于隆起沉降、褶皺抬升，我們只確信一條定律：其程度越大，頻率越小。因此，最大頻率總是降至原有水平，而高于或低于原始水平頻率的，必須粗略地減少到與高斯誤差函數(shù)一致。在此，應(yīng)該提及其他研究者，特別是特拉貝爾特，他提出了新的觀點：冰冷的海水使巖石層強化冷卻而形成洋底。這一觀點來自特拉貝爾特自己的計算，他不得不假設(shè)洋底的冷卻延伸到地球的中心。由于此觀點不能被接受，他的計算也因為無法證明這個假設(shè)反而受到駁斥。此外，通過他的方法，人們能推斷出一個普遍的趨勢，即已經(jīng)存在于地球表面的凹陷會變得更深。但人們不能用它來解釋幾乎相同深度上每個洋底位于海洋的位置，也就是頻率分布圖上第二個高峰的輪廓。這一點最近由F.南森（F.Nansen）著重提出。當然，這一解釋起源于費伊（Faye），只是如今越來越鮮有提及，尤其是自地殼中發(fā)現(xiàn)鐳元素以來，地球熱平衡的評估基礎(chǔ)徹底改變了。不過我必須立即提醒大家的是，不要將洋底的性質(zhì)這一概念過于夸大。我們知道，冰山之上可以再覆蓋新冰，海水之上也可以覆蓋小的冰山碎片，冰緣上端脫落或從水中浮升出來的冰山底部仍然會漂浮在海水表面。類似的情況也會發(fā)生在洋底。島嶼通常是大陸的大碎片，其根基延伸到約50千米深的海底（重力測量使這一假設(shè)成為可能）。此外，大陸塊的易碎性，在一定的深度時就變成可塑性，宛如面團。這就意味著，當陸塊分離時（其厚度相應(yīng)地減少），可依此方式在或窄小或?qū)掗煹暮５淄ㄟ^。從某種意義上說，大西洋底必須被視為特別“不均勻”，這是由于它縱向橫貫大西洋中脊，但其他海盆也有類似的結(jié)構(gòu)，伴有島弧和海底淺灘。在關(guān)于洋底的章節(jié)中，我們將進一步深入研究這一細節(jié)。這一切并非不可想象，隨著研究的發(fā)展，在此提出的研究模型可能僅代表主要特征，如果要描述真正的情形的話，新的難題也將隨之而來。當使用由美國人制造的第一回聲測深儀對大西洋北部進行探測時，我發(fā)現(xiàn)該地區(qū)的主峰頻率分布在水深5000米的地方，而次峰在水深4400米的探測處即可測到。另一個最大值顯示為多層結(jié)構(gòu)，根據(jù)德國流星探險隊的探測資料，僅可能判斷它的實體，我們尚未為此目的去檢驗這些探測資料。那么問題出現(xiàn)了，即大陸板塊與大洋盆地之間的根本區(qū)別是什么？大陸的水平位移是否與地球物理學(xué)的其他結(jié)果一致？相應(yīng)地，地球物理學(xué)是否可以為這些概念提供佐證？地殼均衡說與漂移理論的整體概念具有一致性，但通過地殼均衡說并不能直接證明漂移理論的正確性。我們將在下文中更嚴密地審視所有觀點。地殼均衡說的物理學(xué)基礎(chǔ)來自引力測量。該理論起源于普拉特（Pratt），而這個術(shù)語由達頓（Dutton）在1892年創(chuàng)造出來。1855年，普拉特發(fā)現(xiàn)喜馬拉雅山脈在鉛垂線上沒有產(chǎn)生預(yù)期的引力。據(jù)考斯馬特考察，該鉛垂線偏差的偏北分量是在恒河平原的卡利阿納距山腳56英里的地方，只有1角秒的偏離，而山脈的引力會導(dǎo)致58角秒的偏轉(zhuǎn)。同樣，在杰爾拜古里的偏轉(zhuǎn)度僅為1角秒，而不是77角秒。按照這一舉世公認的事實，高大山脈的引力場強度從常規(guī)值到預(yù)期值并無差異，山體似乎在通過一些地表下的質(zhì)量虧損進行補償。這已被艾里（Airy）、費伊、赫爾默特（Helmert）和其他人的考察工作證實。考斯馬特在其富有啟發(fā)性的評論中也討論了這一問題。盡管存在著以海洋盆地為代表的大規(guī)模的質(zhì)量虧損，海洋表面測量出的引力仍然擁有正常強度。研究者對于島嶼上的早期測量有著各種解讀，當赫克（Hecker）遵循摩恩（Mohn）的建議，通過一只水銀氣壓表和一個測高計在船上進行重力測定時，人們疑竇全消。不久前，荷蘭大地測量學(xué)家韋寧-曼尼斯（Vening-Meinesz）成功地利用更精確的鐘擺法在潛艇上開展測量。他第一次測量的結(jié)果完全證實了赫克的結(jié)論。從廣義上講，地殼均衡的條件也適用于海洋。因此，盆地表面質(zhì)量的虧損會被地下質(zhì)量的盈余補償。圖4-4冰川地殼均衡產(chǎn)生的地幔對流隨著時間的推移，人們對地下質(zhì)量虧損或質(zhì)量盈余的性質(zhì)提出了不同的猜想。普拉特認為地殼像是一個面團，起初它在所有地方的厚度都是一樣的，但在大陸地區(qū)，它因某種釋放過程被抬升，在海洋區(qū)域則被壓縮。根據(jù)普拉特的觀點，在海平面以上，海拔越高，地殼的密度越小，但低于所謂的均衡水平（海平面以下約120千米）時，所有的水平密度差異消失。赫爾默特和海福特（Hayford）對此做了詳盡闡述，并將它作為評估地球引力的通用方法。目前，W.鮑伊是這一理論的主要代表人物。他利用下面的實驗來解釋這個方法：將一些棱鏡漂浮在水銀中，這些棱鏡由不同密度的材料組成，如銅、鐵、鋅、硫鐵礦等；棱鏡高度一致，并被浸在相同深度；它們有共同的底部表面，都處于平衡狀態(tài)。因它們密度不等，棱鏡在汞半月板之上映射出不同的高度，密度最大的物質(zhì)投影最小，密度最小的則投影最大。通過以上實驗觀察到的事實對引力數(shù)據(jù)的解釋有所支持，即地殼的物質(zhì)密度越低，海拔則越高。然而，密度的差異只能延伸到一定深度并達到平衡水平，這一觀念包含著一個物理學(xué)意義上的不可能性，最好通過鮑伊的實驗研究去闡述。對底面處在同一深度的不同棱鏡而言，它們的高度必須由明確的比例來支撐，這就是它們的密度比率。如果我們把地殼分割為不同材質(zhì)的棱鏡，相同材質(zhì)的棱鏡要時時處處在一起，其材質(zhì)具有相當明確的厚度，以支撐它們與其他材質(zhì)的棱鏡厚度的精確關(guān)系。這種關(guān)系一旦建立，對所有棱鏡來說都是其密度的基礎(chǔ)。然而，材質(zhì)（密度）和厚度之間的關(guān)聯(lián)性有一個不易察覺的自然原因，這將導(dǎo)致所有棱鏡常數(shù)的基礎(chǔ)水平變得隨意和混亂。最近，許多大地測量學(xué)家，如W.施韋達爾（W.Schweydar），特別是W.海斯凱恩（W.Heiskanen），開始利用另一個模型來解釋引力數(shù)據(jù)。該模型早在1859年由艾里引入（圖4-5）。或許是海姆第一個提出這個假設(shè)：山脈下的低密度地殼增厚，而浮在上面的高密度巖漿被推到這些地區(qū)的更深處；相反，處于深部低洼地區(qū)之下的低密度地殼，如海洋盆地，一定超薄。這里的假設(shè)只涉及兩種材質(zhì)，一個是輕地殼，一個是重巖漿。鮑伊通過一個與上述實驗類似的實驗解釋了這個概念：他將許多不同高度但材質(zhì)相同（銅）的棱鏡放入水銀中。顯然，它們都下沉到不同的水平線：最長的棱鏡底端沉在最大深度，頂端處在最小深度。人們經(jīng)常強調(diào)，艾里的觀點比普拉特的地殼地質(zhì)圖更切合實際，特別是針對強力壓縮構(gòu)成褶皺山脈的這一情況。但艾里的概念也有遺漏，即對于地球輪廓上雙峰頻率分布的成因解釋不明，也未揭示出為何輕的地殼會變成兩個厚度不同的塊體—厚大陸塊和薄大洋塊。圖4-5地殼均衡說的表現(xiàn)（據(jù)普拉特和艾里的觀點繪）正確的解釋可能是這兩個概念的融合：以山脈的情況看，我們要做的基本上是增厚輕的大陸殼，這是艾里的概念；但當我們考慮從大陸塊到海底的過渡時，它就是一個材質(zhì)差異的問題，這是普拉特的看法。近來，地殼均衡說的發(fā)展主要是處理其有效性范圍的問題。對較大的板塊而言，例如，整個大陸或整個洋底，地殼均衡說必須被無條件接受；但對于小塊體，如個別山脈，該原則就失去了有效性。這樣的小塊體可以由整個塊體的彈性支撐，就像一塊石頭放在一塊浮冰上一樣。接下來浮冰和巖石作為一個整體，地殼均衡說在它們和海水之間開始起作用。因而關(guān)于地質(zhì)構(gòu)造的引力值顯示出如下情形：如果陸塊直徑達數(shù)百千米時，幾乎很少顯示地殼均衡說的任何偏差；如果陸塊直徑僅為幾十千米，通常引力值僅有部分需要修正；如果陸塊直徑僅為幾千米，則出現(xiàn)很大偏差。不論一個人的觀點是基于普拉特的理念，還是基于艾里和海斯凱恩的理念，海洋重力測量都發(fā)現(xiàn)，無任何跡象表明海洋盆地有巨大和可見的質(zhì)量虧損，它仍然導(dǎo)致這一結(jié)論，即海底是由密集的、比大陸塊還重的物質(zhì)構(gòu)成的。應(yīng)用重力測量法很難令人信服，并且很難證明更大的密度量是源于物理狀態(tài)的差異還是材質(zhì)的差異。當然，基于合理前提的粗略計算則使其成為可能。然而，對于判斷大陸是否可以水平漂移的問題，地殼均衡說提供了一個直接標準。我們在上面已經(jīng)提到了均衡說的平衡運動，最好的例子是斯堪的納維亞島的隆起，它仍在以每世紀1米的速度繼續(xù)上升，這可以被視為10000多年前內(nèi)陸冰蓋融化移除的后果。尤其是因為在冰川最后消失的地方，正是今天可以看到的最大上升處。威廷（Witting）根據(jù)鮑恩的研究所繪制的圖，非常明確地展現(xiàn)了這一點。圖4-6今日波羅的海地區(qū)的隆起圖[威廷據(jù)鮑恩的研究繪，數(shù)值由驗潮儀測量得出（厘米/年）]鮑恩已表明，這一隆起地區(qū)呈現(xiàn)出某個異常情況，即在該區(qū)域引力場太弱，即使觀察資料貧乏，但還是能得出這一結(jié)論。事實上，如果地殼仍然低于其平衡水平面，情況就是如此。針對與斯堪的納維亞島隆起有關(guān)的現(xiàn)象，南森提供了一個特別詳盡的描述。從翁厄曼蘭海岸的高水位痕跡看，最大的下沉幅度達284米，內(nèi)陸最大的下沉幅度可能是300米。這一隆起大約從15000年前緩慢開始，7000年前達到其最高速率—10年內(nèi)隆起1米，目前則處于衰退期。中央冰層厚度約為2300米。如此巨大區(qū)域的地殼垂直運動顯然已在基板上建立了流動，因此被排擠的物質(zhì)向外四溢。這些情況幾乎同時由鮑恩、南森、A.彭克和W.柯本的發(fā)現(xiàn)證實：內(nèi)陸冰蓋的凹陷區(qū)被一個隆起已減少的環(huán)形區(qū)域包圍著，隆起的原因恰恰是基底中被排擠到四周的物質(zhì)。無論如何，整個均衡說所依賴的觀點是，地殼下層具有一定的流動性。若果真如此，大陸板塊