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中国古人常用天涯海角来形容遥远的尽头、渺茫的远方。“海上生明月,天涯共此时。”“海内存知己,天涯若比邻。”这些熟悉的诗句都曾经让我们感受到一种时空的距离。而在中国古人眼里,海南岛就是实际的天涯海角,三亚就是这个海角的最远端。如今,这里每年都有大量游客前来观光,在天涯海角石刻前留下他们的身影。然而没有多少人知道,在6500万年前,海南岛与大陆是一体相连的,三亚则位于今天的广西壮族自治区防城港市,而雷州半岛原来不是弯的。
海南岛地图
翻开地图,您可能难以想象它们的变化,原因是海南岛在6500万年前发生漂移离开大陆,并且在漂移过程中发生了逆时针旋转,从而留下了今天的北部湾这片海湾。这可真是“曾经桑田变沧海”。
要想明白事情的真正原因,还得从我们生活的这片陆地讲起。今天的大多数人对于地球板块的运动已经不再陌生,尤其是近些年多次发生大地震更让不少人亲身经历了大地运动的节奏。然而多数人对更具体的细节却不甚了了。
板块相对位置图
我们中国人脚下的这块亚欧板块实际是一块比较松软的板块,而囊括印度洋和印度次大陆的印度洋板块则是一块比较坚硬的板块。印度洋板块每年向东北移动大约5厘米,而亚欧板块每年向北移动大约2厘米。这样一来,相对较软的亚欧板块必然受到相对刚性的印度洋板块挤压,逐渐变形裂解,最终形成了世界屋脊喜马拉雅山,同时将东南亚地块(包括中国滇西、越南、老挝、柬埔寨、泰国等)从中国大陆的西南地区往东南方向挤压出去。在这个过程中,整个东南亚地块一边被往外挤出,一边进行着顺时针旋转。同时,还刮蹭了一个小块即海南岛,使得海南岛也发生了旋转漂移。东南亚地块好比一个大齿轮,在顺时针旋转时,带动被其啮合住的小齿轮逆时针旋转。而且,海南岛在向外旋转漂移的过程中,被迫将阻挡它前行的雷州半岛给压弯了。于是,海南岛就这样逐渐漂移出大陆,并逆时针旋转了约150度,形成了今天这样的地理格局。三亚也就从原来的紧靠大陆变成了天涯海角的最南端,雷州半岛由直形变得向右上翘起。当然这一过程不是一蹴而就的,而是经历了漫长的岁月。而且,这一过程至今仍未停止,也就是说今天海南岛的旋转漂移仍在继续。总有一天,我们会看到三亚也不再是天涯海角的最南端了。
东南亚地图
问题到此并没有结束,因为我们发现对于海南岛离开大陆原因的解释有一个前提,那就是板块运动。可是这个常识只是今人才有的,古人并不这样认为。在他们的脑海里,大地是永远不动的。于是,当我们沿着这个问题再深究下去,我们会不禁自问,我们怎么知道大陆板块会运动呢?科学家们有什么证据吗?难道这也只是个猜想或者假设?
其实我们往回追溯,就会发现科学家对板块运动的普遍认可只是最近半个多世纪的事情。在第二次世界大战以前,人们脑中的大地仍然是固定的。
20世纪四五十年代,伴随着古地磁测试技术的提高,科学家们发现世界上许多地区的岩石在古代的地理纬度与当时并不一致。从大陆固定的观念出发,他们推出两种结论:第一,我们的地球曾经有许多的磁极;第二,地球的磁极在历史上发生过大规模迁移。但是经过分析和计算,他们发现,两种情况都不是。答案始料未及,真正移动的是我们脚下的陆地。这个时候,这些科学家们才想起来一个被大家忽略已久的理论和一个不该被遗忘的名字,那就是“大陆漂移学说”和它的提出者魏格纳。1915年魏格纳出版了《海陆的起源》一书,之后该书多次再版,使魏格纳的“大陆漂移学说”开始受到学术界的广泛关注。然而,由于他对大陆漂移动力机制的解释存在瑕疵,该理论并没有受到科学界的普遍认可,在魏格纳去世后就逐渐被人淡忘。
今年刚好是《海陆的起源》一书首版100周年,让我们像当年重新发现魏格纳的科学家们一样,重新阅读这部伟大的著作,仔细回顾一下人们对地球板块运动认识的历史,从而认识魏格纳,以及他在这段历史中的意义。
魏格纳(Alfred Lothar Wegener, 1880—1930)是德国一位杰出的气象学家和地球物理学家,1880年生于柏林。父亲是一位福音派新教会传道士兼孤儿院院长,哥哥是一位自然科学家,姐姐是一位画家。魏格纳年轻时勤奋好学,曾在海德堡大学、因斯布鲁克大学学习。1905年他获得柏林洪堡大学天文学博士学位。然而,毕业后他就迅速转向了自己更感兴趣的气象学和地球物理学研究,并很快受聘于马堡大学。1914—1915年,魏格纳参加一战并两次负伤。战后先后在马堡大学和奥地利格拉茨大学任教。1930年11月初他在格陵兰科考时突遇暴风雪罹难。
青年魏格纳
关于魏格纳发现大陆漂移现象,一直以来有个故事。1910年魏格纳在病榻上翻阅世界地图时,忽然发现大西洋两岸的轮廓非常相似。这引起了他的好奇,由此产生了大陆漂移的想法,他当时称之为“大陆错位”。其实魏格纳并不是第一个注意到这种错位现象的人。早在16世纪末,一位荷兰学者就注意到大西洋两边的海岸线很相似,并猜想可能是地震或大洪水冲开了大洋两边的大陆。到了19世纪中叶,一位意大利学者又提出了类似的观点,并认为正是大洪水冲开了大西洋两边的大陆。很显然,这些想法都只是从表象进行解释,其灵感都或多或少来自《圣经》,和中国古代关于沧海变桑田的传说类似,而与科学的论证完全是两码事。
1650年版的世界地图显示出非洲西海岸和南美洲东海岸的吻合性
正是魏格纳首先对“大陆漂移”现象进行了科学的论证。自从他产生“大陆错位”的想法之后,这个问题就一直在他的脑海里萦绕。1911年,当他在马堡大学图书馆读到奥地利学者E.Suess有关冈瓦纳大陆的文章时,他注意到文中列举的一些反映古气候信息的沉积物的分布位置与现代全球气候带分布模式不符。由此,魏格纳对传统大陆固定论的解释产生了进一步的怀疑。从此以后,他开始收集和整理全球各地各种古生物化石、沉积和地层的资料,并进行古气候的分析,从中得出了对“大陆漂移”的认识。1912年1月,魏格纳在一次学术报告上首先提出了“大陆漂移”的观点。由于报告会影响范围有限,他的观点尚没有引起学术界广泛的关注。一战期间他两次负伤住院,使他有时间将“大陆漂移学说”的思想和证据进行系统的整理。1915年,《海陆的起源》出版,书中列举了大量的证据,系统地阐述了“大陆漂移学说”,引起了学术界的广泛关注。然而理论解释上的瑕疵使它并未获得科学界普遍认可,直到20世纪50年代以后,人们才重新发现这一理论的价值,并应用最新的技术和研究成果,赋予其新的内涵——板块构造运动,魏格纳学说在动力方面的缺陷也为新的“板块构造机制”所弥补。自此以后,人们才认识到,原来我们脚下稳固的大地并不是静止不动的;地震并不是造成大西洋两岸相似的原因,恰恰相反,是陆地的运动本身造成了地震;洪水当然也不是大西洋两岸相似的原因;沧海桑田原来是历史的事实;天涯海角就是这样形成的!
(《海陆的起源》是一部奇书!因为100年前它首版不久就受到科学界广泛关注,然而作者死后,这本书也随着它的理论一起被人淡忘。谁也不会想到,在腥风血雨的二战过后,人们却又重新发现了它的价值。)
【本期编辑:李淑方、吴卫华】
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