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1、兩極由來與大陸漂移:大陸漂移 地球為什么會有兩極呢?這首先是由于地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果,自轉(zhuǎn)著的地球,就像是一個陀螺。陀螺有一個極其重要的特性,就是一旦旋轉(zhuǎn)起來,其轉(zhuǎn)動軸的方向?qū)⒂谰帽3植蛔?。正是由于地球自轉(zhuǎn)軸的方向永久保持不變,所以地球在公轉(zhuǎn)時,才能總是以赤道對著太陽。由于赤道地區(qū)陽完直射而兩極地區(qū)陽完斜射,因而才有熱帶、溫帶和寒帶之分,因而才有兩極,至于一年四季改變和極晝極夜現(xiàn)象,則是由于地球的自轉(zhuǎn)軸與其軌道平面成23.5度角的原因。 但是,在地理景觀上,南極和北極是迥然不同的。南極是大陸,北極是大洋,這又是為什么呢?科學并不神奇,恰恰相反,在我們司空見慣的生活中,往往就包含著極其深刻的科學道理,
2、在中世紀的地理大發(fā)覺之后,當人們最終把各大陸的輪廓比較精準地繪制到地圖上時,便看到了一個極其好玩的事實,即大西洋兩岸的陸地凹凸對應,大小全都,就像是一張報紙被撕成了兩半。然而,或許是熟視無睹的原因,雖然很多人都留意到了這一現(xiàn)象,卻沒有把它當成一回事,事實上,早在1620年就有人提出過,依據(jù)大陸的外形來看,南北美洲有可能曾經(jīng)和非洲及歐洲大陸連接在一起,當然,這只是一種猜想,并沒有實際資料作依據(jù),也就沒有引起人們的關注。到了19世紀末期,由于地質(zhì)資料愈來愈豐富,有人又重新提出這一問題。例如,奧地利的地質(zhì)學家休斯,留意到南半球各大陸上的巖石特別全都,地層也特別接近,因而大膽地將它們拼湊在一起,構(gòu)成一
3、塊單一的大陸,并稱之為岡瓦納古陸,進入20世紀以后,地球科學的積累達到了從量變到質(zhì)變的程度,人們的觀念正面臨著一場新的變革,魏格納順應時勢,再一次舉起了大陸漂移這面旗幟,魏格納,1880年11月1日誕生在德國。他長大之后成了一名氣象學家,但卻對地質(zhì)和地球物理學有著深厚的愛好,1912年,魏格納在一次演講中,例舉了大西洋兩岸多得驚人的化石、巖層和地質(zhì)構(gòu)造的相像性,說明它們有著親緣關系。他認為,大西洋兩岸的大陸,就像是一塊撕成兩半的報紙,當把它們重新拼在一起時,上面的字跡就能一一對應,原來的能讀出來。1915年,魏格納發(fā)表了他的名著大陸與海洋的起源一書,正式提出了大陸漂移的假說,在地質(zhì)界引起了軒然
4、大波,始終爭辯了半個多世紀。爭辯的焦點,就是力源問題,要使如此巨大的大陸塊體沿著水平方向發(fā)生漂移,沒有一種相當巨大的能源作動力,是肯定不行能的。魏格納認為,既然地球的物質(zhì)在重力(即引力)的作用下能夠發(fā)生垂直流淌,那么,在水平力的作用下,同樣也應當能夠沿水平方向移動。但是,垂直力源(重力)無處不在,水平力到哪里去找呢?而在魏格納的時代,由于條件所限制,這種力氣是無論如何也想象不出來的。這就是大陸漂移學說難以為人們所接受的最根本的緣由。盡管如此,魏格納對此卻堅信不移。直到20世紀50年月初期,海洋地質(zhì)學家在討論洋底地形時發(fā)覺,全部大洋的中部都有一條連綿起伏的海底山脈,長達數(shù)萬千米,人們把這海底山脈
5、叫做大洋中脊。測定了大洋中脊大量巖石標本的肯定年齡以后,科學家們驚異地發(fā)覺,全部的大洋中脊都很年輕,都是在大約1.35億年以前開頭的白堊紀之后形成的。后來,人們在測定大洋中脊兩側(cè)巖石標本的肯定年齡和磁性時,又發(fā)覺了一個更加驚奇的現(xiàn)象,即從中脊往外,巖石的年月越來越老,而巖石的磁性則成明顯的條帶狀,而且兩邊是對稱的。經(jīng)過細心討論和對比,人們茅塞頓開,由于地幔對流的結(jié)果,下面的物質(zhì)正在沿著大洋中脊上升,從而把大洋中脊兩邊的海底板塊持續(xù)不斷地往兩邊推移。科學家據(jù)此提出了海底擴張的假說。而海底擴張,正是大陸漂移的原動力。長期困擾人們的力源問題,最終迎刃而解了,魏格納的學說在被譏諷和嘲笑了幾十年之后,最
6、終取得了打算性的成功?,F(xiàn)在,地質(zhì)學家們普遍認為,在2億年以前,地球上全部的大陸都是連在一起的,魏格納當時把這塊聯(lián)合大陸稱為潘加(希臘語,即全部的大陸),亦稱“聯(lián)合古陸”。后來由于地幔對流,這塊超級古大陸一分為二,北面的一塊叫做勞亞古陸,南面的一塊就是岡瓦納古陸,這就是所謂的板塊運動。再后來,這兩塊古陸也相繼四分五裂,前者形成了北美洲和歐亞大陸,后者則分裂成南極洲、非洲、南美洲、大洋洲、新西蘭和印度次大陸。最近幾年,通過全球性陸地和海洋地質(zhì)及地球物理的綜合討論,特殊是對南極大陸的考察和討論,人們對于大陸漂移和岡瓦納古陸的解體過程,漸漸有了清楚的熟悉:在3.5億年以前,地球是寒冷的,聯(lián)合古陸南部的
7、大部分都為冰雪掩蓋,到大約2.8億年以前,地球開頭轉(zhuǎn)暖,溫帶的氣候從南緯40度始終連續(xù)到南極,那時的南極大陸長滿了茂密的闊葉林。到2.2億年以前,地球上出現(xiàn)了陸棲和水陸兩棲的爬行動物。從1.9億年以前開頭,地球進入了一個劇烈的火山活動的.期。100萬年以后,即地質(zhì)上的三疊紀末期,聯(lián)合古陸北半的勞亞古陸和南半的岡瓦納古陸開頭分別。差不多與此同時,這兩塊古陸本身也開頭解體。又過了6500萬年,大約在1.3億年以前的侏羅紀末期,北大西洋和印度洋大規(guī)模地張開,北美洲和歐亞大陸開頭分開,非洲和澳大利亞開頭分別。由于裂谷的產(chǎn)生,南大西洋開頭形成。大約在7500萬年以前,印度板塊與歐亞大陸相撞,喜馬拉雅山開
8、頭隆起。到大約5000萬年以前,澳大利亞和新西蘭開頭分別,南極大陸開頭緩慢地往南移動,漸漸到達它現(xiàn)在所在的位置,從大約3500萬年以前開頭,南極四周的海洋開頭變冷,海岸地區(qū)的森林削減。到2021萬年以前,南極大陸又重新為冰雪所掩蓋,并且與其他大陸完全脫離,形成了現(xiàn)在的格局。這次形成的大冰蓋,始終連續(xù)到現(xiàn)在。也就是說,現(xiàn)在的南極冰蓋,已經(jīng)有2021萬年的歷史了。大約500萬年以前,南半球的氣候變得更加寒冷,在冬季,大洋里的浮冰往北始終延長到南緯45°左右。驚奇的是,在這期間,地球上的氣候是不對稱的,北半球相當溫和,以至北極地區(qū)是一片無冰的海洋。直到250萬年以前,北極地區(qū)才開頭結(jié)冰,成
9、為名副其實的北冰洋。而且有跡象表明,在那之后,北冰洋里的冰蓋好像還曾經(jīng)消融過。這就是南北兩極的由來及其地質(zhì)演化史。有意思的是,無論是從面積上還是從外形上來看,北冰洋和南極洲都是極為相像的。例如,北冰洋的面積為1470萬平方千米,而南極洲的面積則為1405萬平方千米,在北極,除了狹窄的白令海峽之外,北冰洋只有一個出口與外界大洋相連,那就是格陵蘭與挪威之間的大西洋海淵。而在南極,南極大陸也有一個唯一的犄角與外界大陸遙遙相對,那就是南極半島,不僅如此,這兩個一凹一凸的地理單元,在凹凸起伏上也有明顯的對應之處。例如,南極有一條高高的山脈橫穿大陸,那就是橫貫山脈,而北極則有一條深深的海溝橫在海底,就是北極海溝。北冰洋的平均深度為1280米,而南極洲的平均高程則為1830米。南極洲最高的山峰,是在南極半島根部的文森峰,海拔高程為5140米;而北冰洋最深的地方,則正好是在其海淵出口的頂端,深達5608米,也就是說,南北兩極不僅其最高點和最低點的海拔數(shù)值大體相像,而且其所在的位置也一一對應,因此,假如我們用一把巨大的鏟子,將南極大陸沿海平面以上250米左右地方鏟下來,然后翻轉(zhuǎn)過來,當心翼翼地扣到北冰洋里去,那么,地球的兩極
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