如果魏格纳的理论最终被证实,将会发生一场与哥白尼时代天文学观念的变革相似的思想革命。
英国《自然》(Nature)杂志
如果我们接受魏格纳的假说,我们就必须忘掉过去七十年中的全部知识并且一切从头开始。现在看来,这种说法是完全正确的。
钱伯林(Rolling Thomas Chamberlin, 18811948),美国地质学家。
我们这个时代发生的这场伟大的科学革命应当称作魏格纳革命,以纪念这场革命的主要倡导者。
威尔逊(John Tuzo Wilson,19081993),加拿大物理学家、地质学家。
在今日尚待解决的问题中,很少有比地球历史上海陆的范畴及其关系这一问题更令人着迷的了。曾经有许多关于这方面 的地图发表过:有些是依据已知其年代的海陆 沉积层的形成及其分布而制成的;有些地图的 依据则不十分具体,例如,对于含有时代相同但性质不同的海相动物的沉积层间,认为存在 着古陆的阻隔。另一方面,如果目前为海洋所 隔开的陆地上的动植物极为相似,就往往认为, 这是陆地间必曾有过陆桥相连接而后来陆桥才 沉没于海底的充分证据。但是,在复原过去地形的工作中,却从来没有人想到大陆间的相关位置有过显著的变动,虽然在从前的宇宙学者们中曾经不止一人暗示过这种可能性。
一直等到魏格纳教授搜集了大量地质资料,才进而证明了这种相对运动确实是发生过的。不仅分布在陆地上的古今生物提供了支持他这种论点的有力证据,而且,今日隔海数千千米的地区彼此沉积层系列极为相似的现象, 除了表明它们是在相近地区的相同条件下沉积的外,也别无其他合理解释。地球上各处重力与磁力变化所提供的证据 使我们不得不承认:海洋与陆地并不如过去所 想象的那样只是地表局部的和暂时的起伏,而是由地壳组成成分的基本差异所引起的。大陆块的岩石大部分是由酸性深成岩(即花岗岩与片麻岩)所组成的。沉积岩、变质岩 和基性火成岩虽然在地球表面上具有显著的作 用,但在数量上到底居于从属的地位。大陆岩石整个说来密度较小,主要由硅、铝、碱组成, 合称为 Sial,即硅铝层[注:苏斯(Suess)曾称之为 Sal,但我们赞同魏格纳的意见,采用普费弗尔(Pfe er)教授的建议,改称为 Sial,以免与盐(Salt)的拉丁字(Sal)相混淆]。
有足够的理由可以相信,形成大洋底的岩石具有较多的基性成分,含有大量的镁、氧化 铁及石灰,铺在大陆的硅铝层下面的也是同一成分的这种岩石或岩浆:它们组成了厚约 1500 千米的一个地球物质圈。它被称为 Sima,即硅镁层,以区别于硅铝层。
据魏格纳等人的估计,大陆硅铝层的厚度为 100 千米(我认为这个数字似嫌太大)。魏格纳教授相信,大陆的漂移是硅铝块在硅镁层中移动的结果,硅镁层在硅铝块移动时让出了道路。他把硅镁层的物理性比作火漆,是一种黏性极大的液体。当然,硅镁层的黏性(即对于 变形的抗力)远比火漆大,但在地球历史的漫 长岁月中,遭到不断的作用力以后,它会像火漆一样发生变形。我个人认为硅铝层与硅镁层之间最重要的 差别在于下列事实:即岩浆(从中通过结晶析出硅铝质)之所以具有流动性是由于其中含有大量的岩浆水与其他挥发性成分。一旦在结晶过程中失去了这些成分,以后要使岩浆再度呈流动状态,就非有比原始岩浆高出很多的高温不可。水成岩和变质岩一般说来也是很难熔化的。硅镁层则不然,基性岩浆含水极多, 岩石原始结晶温度与再熔化时所需的温度并没有很大的差别。因此温度一经升高,硅 镁层就比较容易进入熔化或半熔化状态。硅镁层温度的升高可能由于沉积物覆盖在其 岩石上和堆积物的沉压作用所致,也可能如乔利教授(Prof. Joly)所指出的仅仅是辐射能的结果。魏格纳教授设想:硅铝层原曾覆盖过地球的整个表面,但随着时代的进展,由于 皱缩而使它的面积减小了,厚度增加了。到了古生代末期和中生代初期,它形成了一整块大陆,称之为 Pangaea,即世界洲。这个大陆后来逐步分离,彼此移开,组成了今日的各大洲。
魏格纳教授又采用了一个为各方面所鼓吹着的见解,即地球表面的地极位置随时有所变动,因此同一地区在不同时代中即经历到极地气候条件,也经历到赤道气候条件。他从化石和岩性对古气候所提供的证据中,试图追索出从泥盆纪到今日的地极移动的踪迹。以往很多学者认为石炭纪末或二叠纪初南美洲、印度与澳洲的冰川是由于 当时其地靠近南极所致,但总找不出任何一个南极点,能使所有的冰川都位于距南极 70以内。根据魏氏的假说,这个困难就不存在了。他认为这些冰川当时都靠拢在一处,并不像现在那样远离重洋,达数千千米之遥。
在魏格纳教授所提出的各种问题中,最有趣的问题之一是目前陆块间的相对运动能否用仪器来确切记录的问题。根据一系列用月球观察经度(观测月球对恒星的视运动)的结果,表明格陵兰东北部与格林尼治间的经度距正在逐渐增大。只是这些观测是否准确,直到现在还没有能得到普遍的证实。于 1863 年和 18821883 年间,在格陵兰西部的果特霍普(Godthaab)进行了月球观测,所得的结果表明其经度反而减少了 2.6 秒。 1922 年,金生(Lt. Col. Jensen)中校曾利用从瑙恩(Nauen)发出的无线电信号,并用 13.5 厘米的经纬仪观测星体通过中天的时间,进行了精密的经度测定,获得了比前次测定的平均值约大 5 秒的数值。魏氏认为这是格陵兰向西移动的确证。查尔斯 ·克罗 斯上校(Col. Sir Charles Cross)认为由于月球观测方法不可靠,这个数字也不应接受 [见 1924 年英国《地理杂志》(Geogr. Journal)第 63 卷第 147 页]。当然,用无线电方法进行观测要准确很多。如果能于今后十年中用金生中校的方法继续进行观测,总魏教授也 提到英国格林尼治与美 国马 萨诸塞州 的坎布里奇(Cambridge)之间在 1872 年、 1892 年及 1914 年用海底电报信号测定
的经度差,它们仅显示出增加 0.023 秒。但这些测定常常受到性质不明的各种干扰,而这些干扰所影响的数值比所要求计算的微小变值还大。
但在判定有无任何真正的经度变化这一问题上,我们今后会更有办法,因为现在在两个观测所之间每天都能收到并记下无线电信号(也可在两大陆上的其他观测所内进行),还可以在一年中的每个晴朗的晚上观测星体通过中天的时间,所以经度的观测几乎是在不断地进行着,一些临时的反常的影响也就不难予以消除。这样,在几年以内,定能获得最为正确可靠的结果。无论将来这些观测的成果如何,也无论他对今日海陆形状的演变的见解是否还得修正,魏格纳教授引导我们注意到,在地球变迁上有一个任何人所不容忽视的重要的新要素,他的这个功绩总是极为可贵的。我曾另撰文章批评过魏氏结论中的某些细节,这里没有复述的必要。在这个译本中,我只是关心着它能把原著者的见解与论点忠实地翻译出来。抱着这个目的,曾把这份译稿送给魏格纳教授审查过,我自己也曾仔细校阅。因此,这个译本是可以看作魏氏学说的一个正确而可信的阐述的。
导 读 / 1
一 充满传奇的一生 / 3
二 魏格纳和大陆漂移学说 / 30
三《海陆的起源》讲了什么 / 46
四 魏格纳创立大陆漂移学说的科学方法
/ 69
第一篇 大陆漂移学说的基本内容 / 1
第二篇 证明 / 23
第 1 章 大陆漂移学说 / 3
第 2 章 与冷缩说、陆桥说和大洋永存说的关系 / 10
第二篇 证明 / 23
第 3 章 地球物理学的论证 / 25
第 4 章 地质学的论证 / 35
第 5 章 古生物学和生物学的论证 / 59
第 6 章 古气候学的论证 / 80
第 7 章 大地测量学的论证 / 96
第三篇 解释和结论 / 103
第 8 章 地球的黏性 / 105
第 9 章 大洋底 / 114
第 10 章 硅铝圈 / 119
第 11 章 褶皱与断裂 / 126
第 12 章 大陆边缘 / 140
第 13 章 大陆漂移的动力 / 153
译后记 / 163