魏格纳的大陆漂移学说:从被质疑到科学共识的伟大历程

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魏格纳的大陆漂移学说:从被质疑到科学共识的伟大历程

2024-06-29 08:53| 来源: 网络整理| 查看: 265

阿尔弗雷德·魏格纳出生于柏林,是一位新教牧师的儿子。1904年,他在柏林大学获得天文学博士学位,但他真正的爱好是气球。1906 年 4 月,他和他的兄弟库尔特 (Kurt) 创造了在气球中停留时间最长的世界纪录 — 52 小时。同年晚些时候,魏格纳参加了一次前往格陵兰岛的探险活动,以追踪极地空气环流,这项活动可以在气球的帮助下完成。1908 年,他开始在马尔堡大学任教,1911 年,他与人合著了一本广受欢迎的《大气热力学》教科书。两年后,魏格纳与他的同事弗拉基米尔·柯本 (Vladimir Köppen) 的女儿艾尔斯结婚。

学说提出、被质疑

1910 年,魏格纳在世界地图上注意到,南美洲的东海岸与非洲的西海岸完全吻合,就好像它们曾经是连在一起的一样。他找到了进一步的证据,并于 1915 年出版了《大陆和海洋的起源》。他在书中声称:大约 3 亿年前,大陆是一个整体,他称之为“盘古大陆”,这是一个希腊词,意思是“整个地球”。

阿尔弗雷德·魏格纳(网络图片)

其实魏格纳并不是第一个提出大陆漂移概念的人,但他是第一个运用多种不同科学方法将大量证据整合在一起的人。这其中包括化石证据,例如在北极斯匹次卑尔根岛发现的热带植物的化石。他发现了与之相匹配的大范围地理特征,例如美国的阿巴拉契亚山脉和苏格兰高地,以及南非与巴西相匹配的岩层。他反对早期大陆之间的陆桥已经沉没的说法。他也对山脉像干燥苹果皮上的皱纹一样形成的理论提出质疑,并声称山脉是在漂流大陆的边缘皱缩和折叠时形成的。

然而地质学家对魏格纳的想法并不赞同,因为他们知道他的想法如果对的话,这将会动摇他们学科的基础。魏格纳甚至不是地质学家——他有什么资格推翻他们领域的说法?此外,他无法解释什么力量足以使大陆发生漂移。

1924 年,魏格纳接受了奥地利格拉茨大学气象学和地球物理学教授职位。六年后,他在政府的支持下再次率领格陵兰岛探险队,在冰川上的三个观测站安装了为期一年的天气监测设备。

1930 年 11 月,魏格纳带领几支狗拉雪橇队为在偏僻地方的同事运送物资,事后魏格纳和他的同伴拉斯穆斯·维勒姆森 (Rasmus Villumsen) 在向西海岸返回的途中去世。

后人的证据

大陆漂移的想法一直在科学界流传,只是一直没有证据。直到第二次世界大战探空装置的出现。该设备于 20 世纪 30 年代开发,通过从海底反射声波来确定其深度和特征。

在此期间恰巧一艘攻击运输舰的指挥权交给了普林斯顿大学的地质学家哈里·哈蒙德·赫斯。赫斯当时三十多岁,即便在战争期间也想继续他的科学研究。因此,他一直让船上的探空装置保持开启状态。赫斯的发现令人大吃一惊:海底并没有想像中的平坦,而是布满了峡谷、海沟、火山。

哈里·哈蒙德·赫斯(网络图片)

海底探索仍在继续,到了 1920 世纪 50 年代,其他研究人员发现大西洋中脊顶部存在一条巨大的裂谷。这使赫斯意识到,地壳一直在向大西洋和太平洋的洋脊两侧移动,这些洋脊漫长且火山活跃。他在《大洋盆地史》(1962 年)中发表了他的理论,后来被称为“海底扩张”。

1960 年代初,对洋芯样本的测年表明,大西洋中脊的海底较年轻,但任一方向的海底都逐渐变老,证实了海底扩张的理论。到了 1963 年,更进一步的证据出现了:地球物理学家意识到地球磁场已经多次反转极性,每次反转持续的时间不到 20 万年。海底地壳中相同年龄的岩石可能具有该部分地壳形成时普遍存在的磁极性。随后对大西洋中脊两侧的调查显示出交替极性条纹的对称图案,这奠定了大多数地质学家的论点。

与魏格纳不同的是,赫斯在活着的时候看到他的主要理论得到了证实和接受。他帮助规划了美国太空计划,并于 1969 年 8 月 25 日死于心脏病,即阿波罗11号成功将第一批人类送上月球表面的一个月后。

大陆漂移学说(网络图片)

到了 20 世纪 70 年代,地质学家们一致同意使用“板块构造学”一词来表示这个术语,该术语已成为其学科的核心范式。他们使用“板块”一词,因为他们发现的证据表明,不仅大陆在移动,整个地壳板块也在移动,魏格纳的大陆漂移学说得到了发展和完善。



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