山姆教授讲了,海底并不平坦,甚至比陆地上的地形还有复杂。有山,有海沟,还有裂谷。海底并不象人们所想象的那样平缓和宁静,相反却是地球上最活跃最动荡不安的地带。
无论是大西洋、太平洋、印度洋还是北冰洋,都很复杂。
下面山姆介绍这些复杂地形中的一种——裂谷。
冰岛是大西洋山脉露出在海面上的一部分,这里有一条中央裂谷。1967年,英国地质学家带领一帮人到冰岛,他们在裂谷两边的山尖插上标杆,严格监视,定期测量标杆的距离。他们的辛劳终于有了成果——几年之内,标杆之间的距离比原来拉开了5~8厘米。最终证实,冰岛裂谷以每年2厘米的速度在开裂。
是什么力量在撕开洋底,分裂山脉呢?
1972~1974年,美法科学家联合行动,派出“阿尔文号”、“阿基米德号”和“塞纳号”三艘深潜器,对裂谷进行大规模科学考察。他们沉到2800米深的亚速尔群岛大裂谷底部,在深潜器强聚光灯的照耀下,发现在宽约2000米的裂谷底下到处都是裂口,喷出温度很高的地热流。谷底有一些小火山,是刚喷出的岩浆构成的,有些圆形的岩浆流痕,好像从大软管中挤出的软膏一样。
这里是大西洋底地壳裂开的地方,来自地心深处的巨大的力量,从地下升起,正在把裂谷朝两旁推开。
这地心的力量又是怎样做到的呢?
美国地质学家赫斯和迪茨以及加拿大多伦多大学的威尔逊等人提出了海底扩张学说,认为炽热的地幔物质不断从大洋中脊裂谷溢出,使海岭两侧向外扩张和推移。按照海底扩张说,大陆不是驮在岩石层上而在地幔软流层上移动。
1928年,英国人霍尔姆斯提出了地幔对流说,认为地壳下上升的地幔流,遇到大陆屏蔽后向两边流去,产生的引张力将陆块扯裂,然后使之漂移。这一理论把地幔作为大陆漂移的传送带,从而解决了大陆漂移的驱动力问题。当然,霍尔姆斯的观点只是一种假说,因为人们尚没有在试验中取得关于地幔对流的充分证据。
欧美科学家麦肯齐、帕克尔、摩根、勒比雄等人在1967~1968年间提出了板块构造理论。他们认为,地壳板块是地幔软流圈上的刚性块体,板块的边界处是构造运动最活跃的地方,板块相对运动时产生挤压力、背离运动时产生引张力、相互滑过时产生剪切力,正是这些力量造成了洋底和大陆的地质地形,并形成了造山运动和地震。
不过,这一理论仍把地幔对流作为板块运动的驱动力,因此同样存在着地幔对流说的理论缺陷。有些科学家通过试验和测算,认为地幔内物质结构和某些流变性质的滞性和强度对于对流有重大影响,地幔内的岩浆的粘滞度足以阻止对流,足够大的弹性强度可以制止对流的产生。近年来的研究结果表明,地壳和地幔存在侧向非均匀性,这对地幔对流是不利的。
随着研究的深入,一些研究者开始把探索的目光移到地球以外。他们认为,从地球的结构来说,它本身所能提供的力量并不足以推动地壳发生运动,这种力量很可能来自宇宙。
从地球外部的因素看,人们首先注意到的是日月的引力,其次注意到的是陨石的轰击。地质学家已经证实,在日月的引力作用下,地球固态的岩石圈会发生类似海水那样潮起潮落的现象,这种现象被称为固体潮。
从陨石轰击的角度来考虑,它们也可能成为地壳运动的主要原因。据计算,一个直径1千米左右的微天体,如果以每秒20千米的速度坠落在地球上,产生的撞击能量要比一次八级地震释放出来的能量还要大5000倍。据估计,自寒武纪以来的近6亿年中,如此规模的撞击事件大约发生过2000次。因此可以这样假设,巨大的陨石撞击使地球失去了原有的运动平衡,原始泛大陆逐渐分裂、漂移,于是出现了板块运动等一系列特征。
不可否认的是,在地球的长期演化过程中,来自地外引力及陨石撞击等作用,确实可以使地壳在短时间内产生运动。但是,这种作用效应能否长久地维持下去?是否能够作为大陆漂移的动力源?则很难得出一个肯定性结论。
今年,不少科学家认为,地球大陆的漂移依赖于地球自身的惯性运动。从5.8亿年前至今,不仅地球自转角动量在发生着变化,而且地球的公转角动量也处在变化过程之中,表现为公转轨道半径的增大,正是由于这一运动效应,为大陆的漂移提供了动力。