海洋的形成

解釋海洋的形成，最早拋棄帶有迷信色彩的傳說的是法國人鮑蒙。1852年，他提出一種假說，地球是從太陽爆炸分裂出來的，最初的地球是一個火球，同太陽一樣發熱發光。後來熱量散失，逐漸冷卻，外麵便結成一層硬殼，裏麵繼續冷卻，根據熱脹冷縮的原理，冷縮的部分便有了空隙，在重力作用下，地殼便大規模的下陷，下陷程度，極不規則，形成地殼的褶皺。這一假說，把地球比作一個幹透的蘋果，隨著果肉的幹縮，果皮就發生皺縮，地球也一樣，隨著地幔的冷縮，外殼發生了皺縮，有的地方凹下，有的地方凸出。地球的內部是熔岩，在重力的作用下，不時尋找裂縫湧出來，便引起火山和地震。

隨著火山從深處進出的熔岩，在地殼上緩緩流動，又把裂縫填平填滿。就這樣地殼一層一層加厚。地殼的變厚，有力阻止了地球深處熔岩的進出，火山活動也就逐漸減少，地球的表麵輪廓也就基本固定下來，高聳的部分便是陸地，低陷的部分便是海洋。

這種火天冷縮成海之說，不再是純粹的想象和神話，而是有著相當程度的科學見解，因而得到許多人的擁護，在19世紀下半葉至20世紀初期，地質學界一直將它奉為經典。但是，用冷縮說解釋山脈的凸起，海洋的形成，並把它比作蘋果同果肉幹縮而發生褶皺，畢竟有些牽強附會。把複雜問題簡單化，初聽起來，饒有興趣；強究起來，則矛盾百出，不合情理，難道8000多米高的高峰和l萬多米深的海底，也是冷縮形成的嗎?地殼冷縮固定以後，又為什麽還有滄海桑田之變?喜馬拉雅山為什麽可以從海底升起來?

冷球變熱成海

鮑蒙提出冷縮說之後的120年，美國天文學家霍伊爾，在1972年，提出一個完全相反的說法，叫做"新星雲假說"，說地球原來是個冷球，是由於放射性元素蛻變生熱，才能慢慢熱起來的。霍伊爾認為：原始的地球上既沒有海洋，又沒有大氣，是一個沒有生命的世界。當時的地球是一個溫度很低的冷球。後來又怎麽變熱了呢?那是地球內部的一些放射性蛻變中釋放出大量的熱，使地球內部的溫度逐漸升高，高到竟然把地內物質熔解成了岩漿。冷球變熱之後，又由於重力作用，重物質便往下沉，輕物質便上浮。鐵、鎳等重金屬沉人地底，形成地球核心部分。矽酸鹽等不輕不重的物質包圍在地核外麵，形成地幔，地幔的表層便是地殼。水汽、大氣則飛向天空，形成厚厚的大氣層。

當然，地球內放射物質釋放出來的熱並不是無限的，它隻能越來越少，越來越弱，因此，原來的冷球，發了一陣高燒之後，又得冷卻下來，特別是外層冷卻最快，終於凝固了，變成了地殼。地球內部冷得很慢，直至今日，仍有上千度的高溫，保持著可塑性熔岩狀態，由於高溫和高壓，在深層翻滾對流，有時難免不從地殼薄弱處衝出來，形成火山。

地球表麵冷卻，天空水汽便凝聚成雨，接著便整年整年地下著滂沱大雨，這才使地球上的坑窪地帶積滿了水，形成大海大洋。這樣說來，海洋的形成隻能是在地球之後，但至少也有30億年曆史了，也許最初大洋大海沒有這麽多的水，後來，隨著火山的活動，地下水的上冒，隨著大陸的形成，泉水的流人，大洋大海才逐漸充滿了水，才成了這個樣子。

眾說紛紜，莫衷一是。關於海洋的形成，還有很多種說法，各種說法都有一些道理，又都有一些不足，孰是孰非，孰優孰劣，有待進一步考察研究。

(1)分出說

地球上有四大洋，其中最深的要算太平洋，誰能說清太平洋盆的形成，問題就解決一大半。

半個多世紀以前，美國天文學家喬治·達爾文(進化論創始人達爾文的兒子)提出一個十分大膽的說法，叫做"月球分出說"。

喬治·達爾文認為：地球的早期處於半熔融狀態，它自轉速度比現在快得多。同時在太陽引力作用下會發生潮汐。如果潮汐的振動周期與地球的固有振動周期相同，使會發生共振現象，使振幅越來越大，最終有可能引起局部破裂，部分物體飛離地球。現在的月亮，就是20億年以前，地球在這種自轉中甩出去的小火球，那個小火球的體積相當於地球的1／6，留下一個大坑，便是太平洋的洋盆，以後注滿水，便是今天占整個海洋麵積一半的太平洋。

支持喬治·達爾文說法的人，列舉很多理由：第一，月球的密度與地球淺部物質密度近似；第二，隻有太平洋洋底幾乎全是玄武岩，而其他洋底在玄武岩上麵還覆蓋了花崗石，由此推測，太平洋的花崗岩都飛到月球上去了；第三，月球上沒有地球那樣的磁場，那是因為地球內核有鐵，月亮沒有這個內核；第四，人們從珊瑚化石了解到地球自轉速度確有愈早愈快的現象，就是說甩出去是可能的。

隨著宇航技術的迅速發展，"飛出說"明顯出現了許多漏洞。宇航員從月球上帶回的土壤砂石跟地球上並不相同，它並不是花崗岩組成，太平洋底花崗岩飛到月球上去了純是無稽之談。而且月球上也有磁場，說明也有帶鐵質的熔融核心。另外，經測定，月球和地球具有同一年齡，大約都是45億年前形成的，因此月球是20億年前從地球上太平洋區域分離出去的說法，根本站不住腳。

(2)水成說

持這種觀點的人認為，早先的地球被混沌水所包圍，整個地球都浸泡在水裏麵，或者說整個地球全是海洋，沒有陸地。後來，在這混沌水中逐漸沉積出礦物和岩石，生成原始的花崗岩的地殼，並逐漸發展成為陸地。因為他們把各種礦物和岩石的形成都歸結為水中物沉澱的結果，所以這一假說就叫"水成說"。

水成說認為地球上先有海洋後有陸地，陸地產生於海洋之中。這與今天的實際考察結果正好相反，陸地至少有45億歲，而海洋是在其後10多億年才出現的。

(3)隕石說

有人認為，大約在兩億年前，一顆比月球還大的地球衛星，從萬裏之遙墜落下來，其威力之猛，超過幾十上百個原子彈。

偌大的衛星撞到地麵上，不僅衝開了大陸矽鋁殼，還穿過了矽鎂層，甚至可能深入地幔之中。這樣一撞，地球的表麵，就會有一個大坑，這樣一撞，就會引起地球劇烈膨脹，甚至開裂，地下水冒將出來，流進裂縫坑窪地帶，這便形成了海洋。

後來，又有人估計撞地球的隕星沒有月亮大，半徑隻有500千米。因為太大了，地球不改變形狀也會更換位置，如果地球不按原軌道運行了，那會是什麽情景?太不可思議了。即使半徑500千米的隕星撞在地球上，形成的環形坑半徑也可達300～7000千米。不過這一假說也不能說全無道理，造成太平洋盆底的巨大凹陷和地殼的破裂、變易的原動力，不就有了著落了嗎?但是這畢竟是臆測性的，缺乏足夠的科學根據。

(4)沉陷說

持這種觀點的認為：大陸在漫長的歲月中經曆了若幹次升降運動，時而下沉，為海水淹沒，時而上升，露出海麵。因此，我們所見到的海洋，隻不過是因下沉而被海水淹沒的大陸罷了。 '

這種滄桑之變，前麵我們已經寫過了。但是用來解釋海洋的形成，似乎說得很透，又似乎什麽也沒有說清。滄桑變化的例子多得很，如美國孤島海丘1．4億年前曾是島嶼，後來逐漸下沉，到200萬年前完全沒入水中。又如離日本120千米的海域裏，有一塊200千米長80千米寬的陸地，於2200萬年前開始下沉，每一萬年下沉一米多，現在已下沉到了2000米深處。又如芬蘭岸邊的波羅的海海底．正在上升，100年前芬蘭漁夫在貼水麵岸石上刻的標記，待子孫們去尋找，那標記已經高出水麵兩米多了。

但是，無論舉多少例子，都是個別現象。從某一局部來說，大海變陸地，或陸地變大海，都是千真萬確的事實，而由此得出今天的海洋就是過去的陸地這一普遍性結論則是錯誤的。20世界初，人們發現海洋具有完全不同大陸的物質成分，在聳人雲霄的喜馬拉雅山上，可以找到魚的化石，茫茫大海水之下卻很少發現沉陷大陸的蹤影，那又怎麽簡單斷言今天的整個海洋就是昔日的陸地呢?

魏格納的新發現

前麵所寫的諸種說法，有一點似乎是沒有爭論的：海洋一經出現在地球上，雖然以後地殼不斷有垂直升降運動發生，那也隻是改變其局部輪廓，大的變動，特別是大的橫向變動不再發生了。到了20世紀初期，法國地球物理學家魏格納(1880年～1930年)提出了異議。

1910年的一天，魏格納望著牆上的一張世界地圖出神，無意中發現一個十分奇怪的現象；美洲巴西那塊突出的部分與非洲喀麥隆凹陷進去的這一部分，就像一張大紙撕成兩邊，自然吻合。魏格納跟哥倫布發現新大陸一樣驚呆了。再細看，地球上這塊塊大陸的對岸線似乎都有些情形，這邊凸出，那邊凹進，這邊一墩，那邊一灣，這難道是偶然的巧合嗎?

一年之後，魏格納看到一些材料，說明美洲、歐洲、非洲在地質、生物等方麵有許多相似之處，他還聯想到早年到格陵蘭島考察途中見到巨大冰山漂移的情景。這時，他的一個大膽的假說形成了：地球上的大陸原本都是連在一起的，由於潮汐的摩擦力和地球自轉的離心力、把它分裂成幾大塊，然後向不同的方向漂移開去。美洲離開非洲、歐洲而去，中間就形成了大西洋；印度次大陸與南極洲分離北上，與亞洲撞接，喜馬拉雅山便橫空出世；亞洲西漂，在東岸留下碎片，成為今天的島弧線：七大洲四大洋的基本格局才由此形成。

魏格納按照物種起源的觀點："相同的生物種一定起源於同一地區"，找到了有力的論據：大西洋東岸德國、美國有一種園庭蝸牛，行動遲緩，一天僅能爬個百十米遠。人們竟在大西洋西岸的北美洲發現了。倘若兩岸不曾連在一起，憑著蝸牛那點本事，怎麽可能乘風破浪，漂洋過海，從東岸跑到西岸去呢?還有一種蚯蚓，廣泛地分布在歐洲，人們也在大西洋西岸的美國東部發現了，奇怪的是，美國西部卻不見它的蹤影。如果這蚯蚓能遠涉重洋，由東岸遊到西岸，為什麽又不能越過連在一起的陸地，從美國東部爬到西部去呢?魏格納還在南美和南非的石炭二疊紀地層中發現了中龍化石。中龍是在淡水裏生活的一種小爬蟲，要不是大西洋兩岸曾連在一起，它們怎麽可能分處兩處?難道中龍長期適應鹹水裏的生活，遊過浩瀚無垠的海洋去嗎?

更奇怪的是，大西洋東西兩岸都廣泛分布著舌羊齒化石，舌羊齒是一種植物，沒有翅翼飛翔，沒有四腳爬行，如果兩岸不曾連在一起，這種現象又怎麽解釋呢?

大西洋兩岸不僅有相同的物種，而且地層也自然銜接，非洲南端的開普山脈，恰好與南美的布宜諾斯艾利斯山脈相連，同屬二疊紀的褶皺山係。不僅地質構造相同，而且岩層的成分與年齡也完全一樣。另外，巨大的非洲片麻岩高原所含的火成岩和沉積岩，其褶皺伸延方向，與巴西的片麻岩高原的情形幾乎一致；歐洲的挪威，蘇格蘭古代褶皺山係，又與大西洋彼岸阿巴拉契亞褶皺山係北段相銜接。

年僅32歲的魏格納用無數客觀事實最有力地論證了他的大陸漂移學說，於1915年發表了《海陸的起源》一書，正式宣告大陸漂移學說的誕生。

大陸漂移學說發表之後，引起了強烈的反響，有著極其重大的意義。第一、它否定了舊傳統的地殼運動觀點。那時的地質學家承認地殼的垂直運動，"地殼上升，則為高山和丘陵；地殼下沉、則為深穀和海洋"，魏格納則認為，除了垂直運動外，還有"水平位移"運動。不僅過去如此，今天亦然如此。據測量，美洲與歐洲的距離，現在仍繼續在擴大，紅海這個大陸內灣，至今仍逐年在加寬。第二、對長期無法解釋的古氣候問題，能作出合乎邏輯的解釋。長期以來，人們對在兩極地區發現熱帶沙漠的征兆，在赤道森林中發現冰川覆蓋的遺跡，大惑不解。按照魏格納的大陸漂移學說不費吹灰之力就說清了。既然3億年前南美、南非、澳大利亞、印度次大陸都是連在一起的，它們那時又正是處在冰川覆蓋的南極地區，現在發現赤道森林中有冰川遺跡，又有什麽可怪的呢?既然連在一起的大陸，後來才分離開來，漂浮位移，各自東西。那麽原來處在溫帶熱帶地區，後來漂移到了南極，現在發現它的海底有煤層，有熱帶植物化石，又有什麽可怪的呢?然而，正如一切新的學說誕生，開始總有其不完善的地方一樣，大陸漂移說也有許多缺陷。比如，它不能令人信服地解釋是什麽力量使大陸發生漂移。魏格納說是潮汐的摩擦力和地球自轉的離心力。但經理論物理計算，這種力量微乎其微，怎麽可能使偌大的"泛大陸"分裂漂浮各散四方。又比如魏格納的漂移說是建立在海底平坦的基點上的，海底不平坦，大陸就無法漂移。可事實證明，海底是高低不平的，既有萬丈深壑，又有突兀危峰。

由於學說本身存在缺陷，更由於觸犯了那些持"固定論"觀點的地質學權威們，因此學說一出現便遭到許多人的激烈反對。1926年11月，美國石油地質協會專門討論了魏格納的漂移說，會上14名最有權威的地質學家，隻有5人支持，2人保留意見，7人堅決反對。有人甚至對魏格納進行人身攻擊，譏諷這個學說是"魏格納狂想曲"，是"大詩人的夢"，"應該扔進垃圾桶裏去"。

魏格納死後30年，漂移說又複活了。複活的原因首先得益於古地磁的研究。20世紀初，科學家發現有的地方岩石裏的磁極和現代地球上的磁極方向並不一致，甚至完全相反。這是什麽緣故呢?原來那些岩石是被古代地球磁場的磁性磁化過的，它代表著古代地球磁場的方向。隨著大陸漂移，位置更換，古地磁方向這才與現代磁極方向不一致。人們把20億年中所經曆的地球磁極相對於地理北極的位置標示出來，並用一根曲線把這些點連接起來，按理地球上隻應有一條遷移曲線，但美洲和歐洲各測得一根遷移曲線，它們形狀相似，但不重合。然而如果把北美大陸和歐亞大陸靠攏，這兩根曲線就完全重合了。這便有力地證明了歐、亞、美大陸原來本是連在一起的。

其次，從大陸拚接情況找到了根據。1965年美國科學家布拉德電子計算機，根據測繪的海深圖，以海深1000米的大陸邊沿為準，將南美與非洲拚接起來，吻合誤差隻有88千米。用同樣的方法拚接其他大陸平均誤差也隻有130千米左右，這更雄辯地證明魏格納所說的"泛大陸"的存在，現在分離開來的各大洲都是"泛大陸"的一部分。

另外，還有一個有趣的現象，有一種海鳥每年春天從南極飛往北極圈，飛行路線是彎彎曲曲的，如果把大陸拚在一起，那飛行路線，正好是一條從南到北的直線

最後剩下的一個關鍵問題，大陸漂移的動力是什麽?1960年，美國地質學家赫斯認為：地幔中熔融物質可能會向上湧動，小的湧動便是火山爆發，大的湧動有可能把地幔頂推向一邊，湧出來的熔融物質在那裏冷卻凝固，這樣，海底就被扯裂開來了。由於海底的擴張，各大陸也就被推開了。

至此，大陸漂移說作為最有科學依據的理論在地質科學殿堂上重現光彩，魏格納也作為"地球科學史上的哥白尼"而載人史冊。

海底擴張和板塊學說

魏格納的漂移說，給後人的啟示極大，實際上為板塊理論打下了基礎。可惜魏格納還沒有來得及對漂移的動力機製作出符合解釋就死了。但科學總是向前發展的，美國地質學家赫斯和迪茨，根據英國霍姆斯"大陸是被動地在地幔對流體上漂移"的論述，提出了"海底擴張說"，把魏格納的大陸漂移學說推到一個新階段。

大家知道，我們的地球分三層，表層叫地殼，平均深度有40千米，中層叫地幔，有2900千米，占了地球質量的68．1％。裏層叫地核，最厚，有307l千米，但隻占地球質量的20％左右。整個地球就像一個雞蛋一樣，地殼相當蛋殼，地幔好比蛋白，地核就是蛋黃。地幔由矽鎂物質組成，溫度很高，壓力極大，地幔物質處於熔融狀態，就像沸騰的鋼水，不斷翻滾、對流。當地殼的某一部分受不住地幔的壓力時，熔融物質不斷上湧，地殼便不斷增厚，再往上升，在陸地上就形成橫亙的山脈，在海洋中就形成高聳的海嶺。大洋中脊的出現和大洋底盆的更新，都是地幔對流，熔融物上湧的結果，據此，赫斯和迪茨得出結論：由於地幔對流，熔融物上湧，洋底以中脊為軸，不斷向兩側擴張，洋盆逐漸擴大，從而提出海底擴張學說。洋底在擴張的過程中，其邊緣遇到強大的阻力，擴張便受到阻礙，這時地殼的一部分，鑽人地幔之中而被地幔熔化、吸收、形成很深的海溝。又由於擠壓的作用，海溝向大陸一側會頂翹起來，成為島弧，使海溝與島弧形影相隨。這種奇妙現象，從發生發展到結束，大約需要2億年。這就不難理解，為什麽至少有30億年曆史的大洋，洋底卻總是那麽年輕，總難找到超過2億年的古老岩石。

1968年法國人勒皮把"海擴張學說"發展成為"板塊構造學說"。板塊學說和大陸漂移學說都認為地球表層是漂移著的，但它們的機製並不相同，後者認為是矽鋁層在矽鎂層上漂浮，而前者則認為岩石圈在地幔軟流圈上漂浮。

什麽叫岩石圈呢?原來地幔上還有一層物質結構，跟地殼一樣堅硬，它的厚度(包括地殼在內)有75～100千米，這個區域就叫岩石圈。岩石圈下麵才是軟流圈，軟流圈下麵又變得十分堅硬，叫做"中圈"，中圈之下才是地核。因此大陸漂移並不像魏格納所說的那樣是矽鋁層漂浮在矽鎂層上，也不像海底擴張學說所說，堅硬的地殼馱在整個地幔對流體上，被動地緩緩漂移，而是岩石圈漂浮在軟流圈的對流體上，無論大陸或洋底都隨著岩石圈的漂移而漂移。

勒皮把整個地球的岩石圈分為六大塊：太平洋板塊，印度洋板塊、亞歐板塊、非洲板塊、美洲板塊和南極洲板塊。由於這幾塊岩石圈的麵積大得很，而厚度隻有75～100千米，很像幾塊板子故稱板塊。這六大板塊，並無海洋陸地之分，非洲板塊既包括非洲大陸也包括它東西印度洋的一部分，和西麵的大西洋一部分；美洲板塊既有絕大部分美洲在內，也有大半個大西洋在內。這六大板塊有的相背而行，兩板分離界線便是大洋中脊，那裏經常出現地震、中央裂穀等過去無法解釋的怪現象。有的相向而行，地殼因而產生褶皺，地層隆起，連綿不斷的高山便出現了。亞歐板塊與印度板塊相向運動，喜馬拉雅山便拔地而起，成了世界屋脊。

板塊學說不僅能解釋陸地山脈的形成，而且能解釋整個陸地上的海洋裏的各種地質現象。它徹底打破了海陸固定不變的傳統地質觀念，使地球科學理論發生了根本性變化，因此，從大陸漂移說到海底擴張進而到板塊學說興起，人們稱這是地球科學上的革命。