地球的構造板塊。美國地質勘探局，

大陸漂移是一種解釋大陸如何在地球表面移動位置的理論。1912年由地球物理學家和氣象學家阿爾弗雷德·韋格納（Alfred Wegener）提出，大陸漂移也解釋了為什么看起來像動物和植物化石，以及類似的巖層，發現于不同的大陸。

大陸漂移理論

韋格納認為所有的大陸在分裂和漂移到現在的位置之前都曾經在一個“Urkontinent”中連接在一起。但地質學家們在韋格納于1915年出版的一本名為《大陸和海洋的起源》的書中，強烈譴責了韋格納的大陸漂移理論，部分原因是韋格納沒有一個很好的模型來解釋大陸是如何分開的洛克是對的，他在幾個關鍵點上犯了離奇的錯誤。例如，韋格納認為大陸可能像破冰船一樣穿過海洋地殼。

“具有諷刺意味的是，大陸漂移的主要反對理由是沒有機制，板塊構造在沒有機制的情況下被接受，”亨利·弗蘭克爾說，密蘇里大學堪薩斯城分校名譽教授，著有四卷《大陸漂移爭議》（劍橋大學出版社，2012年）一書。

雖然韋格納的“大陸漂移”理論被拋棄，但它確實將移動大陸的想法引入了地球科學。幾十年后，科學家們將證實韋格納的一些想法，例如過去的超級大陸的存在，將世界上所有的陸地作為一個。根據美國地質調查局（USGS）的數據，盤古大陸是大約2億至2.5億年前形成的一個超級大陸，它對導致韋格納提出其理論的化石和巖石線索負有責任。[總有大陸嗎？]

演化理論

當韋格納提出大陸漂移時，許多地質學家都是收縮論者。弗蘭克爾說：“他們認為地球上令人難以置信的山脈是因為我們的星球自形成以來一直在冷卻和收縮。”。為了解釋在南美洲和非洲等大陸上發現的相同化石，科學家們援引了現已消失在海底的古代陸橋。

研究人員就陸橋問題進行了爭論，直到板塊構造理論發展起來，弗蘭克爾說。例如，當地球物理學家開始意識到大陸巖石太輕而不能下沉到洋底時，著名的古生物學家反而認為化石之間的相似性被高估了，弗蘭克爾說，

在收縮理論之前，許多人認為世界的形成是由世界范圍的洪水造成的。根據美國地質勘探局的說法，這一理論被稱為災變論，

板塊構造理論現在被廣泛接受，即地殼被斷裂成剛性的、移動的板塊。據《大英百科全書》報道，20世紀60年代，科學家通過對海底的磁力測量和為監測核試驗而建立的地震監聽網絡，發現了板塊邊緣。海底磁異常的交替模式表明了海底擴張，新的板塊物質誕生于此。在大陸的古老巖石中排列的磁性礦物也顯示了大陸之間的相對位移。[相關報道：什么是板塊構造？]

大陸漂移理論調和了現在在相隔甚遠的大陸上發現的類似動植物化石。岡瓦納大陸顯示在這里。（美國地質勘探局）大陸漂移

的證據大陸地圖激發了韋格納解釋地球地質歷史的探索。他受過氣象學家的訓練，對非洲和南美洲海岸線的連鎖反應很感興趣。韋格納收集了大量的證據來證明地球的大陸

茫茫大陸，就像碩大無比的巨輪，竟然可以一漂千里。它經歷過長期的漂移，而且至今仍在不停地漂移著。大陸漂移（continental drift）的概念，今天已廣為人們接受。但這一概念從提出到接受并不是一帆風順的，而是經歷了提出、衰落到重新興起的過程。

盡管大陸漂移的思想早有萌芽，但是第一次全面、系統地論述大陸漂移假說的是德國氣象學家和地球物理學家魏格納。魏格納最初于1912年發表大陸漂移觀點，至1915年進一步著成《海陸的起源》一書，系統地論述了大陸漂移問題。魏格納認為：較輕的硅鋁質的大陸塊就像一座座塊狀冰山一樣漂浮在較重的硅鎂層之上，并在其上發生漂移；全世界的大陸在古生代晚期曾連接成一體，稱為聯合古大陸或泛大陸（Pangaea，音譯為潘基亞大陸），其中位于南半球的大陸稱為岡瓦納（Gondwana）古陸，位于北半球的大陸稱為勞亞（Laurasia）古陸，勞亞古陸與岡瓦納古陸之間的“V”字形殘留海域稱為特提斯（Tethys）海，圍繞聯合古大陸的廣闊海洋稱為泛大洋（圖9-1）；自中生代開始，可能由于某種作用力的影響，泛大陸逐漸破裂、分離、漂移，形成現代海陸分布的基本格局。

圖9-1 2億年前所有陸地拼合到一起的聯合古大陸可能的圖形

（引自F.Press et al.，1982）

圖中南極周圍陰影區是推測的當時冰川覆蓋區

魏格納的大陸漂移說主要是根據大陸形狀的相似性、地層、地質構造、古生物、古氣候等方面的證據提出來的。

魏格納起初曾從大西洋兩岸非洲和南美洲的海岸線彎曲形狀的相似性中得到啟發。后來他進一步發現美洲和非洲、歐洲在地層、構造和古生物化石的分布方面均有密切聯系。例如北美洲紐芬蘭一帶的褶皺山系與北歐斯堪的納維亞半島的褶皺山系遙相呼應，同屬早古生代的加里東褶皺帶；美國阿巴拉契亞山的海西褶皺帶，其東北端沒入大西洋，延至英國西部和中歐一帶復又出現；非洲西部的古老巖石分布區（老于20億年）可以與巴西的古老巖石區相銜接，而且二者之間的巖石結構、構造也彼此吻合；非洲南端的開普勒山脈與南美的布宜諾斯艾利斯附近的山脈在地層和構造上可以彼此銜接等等（圖9-2）。對此，魏格納作了一個很淺顯的比喻。他說，如果兩片撕碎了的報紙按其參差的毛邊可以拼接起來，且其上的印刷文字也可以相互連接，我們就不能不承認這兩片破報紙是由一大張撕開來的（圖9-3）。魏格納還指出，在非洲和印度、澳大利亞等大陸之間，也有地層構造之間的聯系，而這種聯系都限于中生代以前的地層和構造。

圖9-2 南美洲和非洲巖石和構造的拼合

（據W.K.漢布林，1980）

1—大于20億年變質巖及火成巖地盾；2—年輕巖層；

3—褶皺軸等構造走向（4.5億～6.5億年之前）；

4—放射性測定的絕對年齡地點

圖9-3 大陸的拼合好像撕碎的報紙，外形和文字都可以拼合

（據W.K.漢布林，1980）

古生物學家早就發現，在目前遠隔重洋的一些大陸之間，古生物面貌有著密切的親緣關系。例如，中龍是一種靠淡水生活的小型水生爬行類，它既見于巴西石炭—二疊系的淡水湖相地層中，也出現在南非的石炭—二疊系同類地層中，而迄今為止，世界上其他地區都未曾找到過這種動物化石，這表明巴西和南非之間一定有過陸地相聯系。又如舌羊齒植物化石，廣布于澳大利亞、印度、南美、非洲等南方諸大陸的晚古生代地層中，為解釋這些現象，古生物學家曾提出“陸橋說”，設想在這些大陸之間的大洋中，一度有陸地或一系列島嶼把遙遠的大陸聯系起來，后來這些陸橋沉沒消失了，大陸才被大洋完全分隔開來。然而，魏格納卻認為，各大陸之間古生物面貌的相似性，并不是因為它們之間有什么陸橋相聯系，而是由于這些大陸本來是直接毗連在一起，到后來才分裂漂移開來。

在魏格納提出的漂移說中，古氣候的證據占有重要的地位，其中尤以古冰川的分布最具說服力。距今約3億年前后的晚古生代，在南美洲、非洲、澳大利亞、印度和南極洲都曾發生過廣泛的冰川作用，有的還可以從冰川的擦痕判斷出古冰川的流動方向（圖9-4）。從冰川遺跡分布的規模與特征判斷，當時的冰川為發育在極地附近的大陸冰川。而且南美、印度和澳大利亞的古冰川遺跡殘留在大陸邊緣地區，冰川的運動方向是從岸外指向內陸，反映古冰川不是源于本地。要解釋這種古冰川的分布及流向特征，過去一直是地質學上的一道難題。但是，正是這些特征，卻為大陸漂移說提供了強有力的證據。在漂移說看來，上述出現古冰川的大陸在當時曾是連接在一起的，并且處在南極附近，冰川中心位于非洲南部，古大陸冰川由中心向四方放射狀流動，這就很合理地解釋了古冰川的分布與流動特征。除古冰川遺跡外，蒸發鹽、珊瑚礁、紅層等作為古氣候標志，也可用來推斷它們形成時產生的古緯度。魏格納等曾將石炭紀蒸發鹽、煤等的分布標在聯合古大陸上，其中巖鹽、石膏、沙漠砂巖均集中在干燥的亞熱帶，與它們所要求的古氣候條件完全相符，從而為聯合古陸的存在提供了佐證。

圖9-4 古冰川與大陸漂移

（引自W.K.漢布林，1980）

a—晚古生代冰川在現代大陸上的分布，箭頭代表古冰川的流動方向；b—晚古生代冰川在漂移前古陸上的分布

大陸漂移學說的論據雖然很多，但受當時認識水平的限制，漂移的機制并沒有很好解決。因此，大陸漂移說受到許多地球物理學家和地質學家的反對。到20世紀30年代，大陸漂移說便逐漸衰落下來。到了20世紀50年代，由于一些新的、獨立的大陸漂移證據的發現，使得大陸漂移說再度活躍起來。其中最有力的證據是古地磁學研究的成果。

現今地球周圍存在著地磁場，地質歷史時期的地球周圍也同樣存在著地磁場稱古地磁場。巖石在其形成的過程中因受當時古地磁場的磁化可以獲得磁性，磁化的方向與古地磁場方向一致。例如巖漿巖在其冷凝成巖的過程中，當它冷卻經過居里溫度點時，巖漿中的一些鐵磁性礦物就會順當時的地磁場方向排列而發生磁化，當巖漿冷凝成巖后這種磁性就保存下來；沉積巖在沉積和固結成巖的過程中，由于一些鐵磁性礦物顆粒受當時地磁場影響發生順磁力線方向的定向排列，也會獲得較弱的磁性。這種巖石在形成過程中所獲得的磁性稱為天然剩余磁性或化石磁性。這種化石磁性一經形成便具較強的穩定性，可一直保存到今天。借助于巖石的化石磁性，我們可以追溯巖石自形成以后所發生的水平運動情況。

近代地磁場的觀測表明，地磁極是圍繞地理極附近作周期性移動的，若從數千年以上的時間尺度來看，地磁極的平均位置可以看成是與地理極重合的。根據這一原理，可以把地質歷史時期的古地磁極近似地當作古地理極；把古地磁場的磁子午線方向當作古地理經線；古地磁場的等磁傾角線則可看成是古地理緯度線，磁傾角與緯度值之間可用簡單的數學公式進行換算。巖石在形成時所產生的剩余磁性的磁化方向可用來確定古經線的方向，測定巖石中化石磁性的磁傾角可確定所處的古緯度。

圖9-5 北美大陸和歐洲大陸極移曲線圖

（引自F.Press et al.，1982）

古地磁研究在20世紀50年代曾盛極一時。英國著名學者布萊克特和朗科恩等測定了大批的巖石化石磁性資料，并根據化石磁性的古地磁要素，求出某一時代巖石標本所在地的古緯度以及相應的古地磁極的位置。他們發現，在一些地區或大陸，所測得的古緯度往往與目前所處的緯度有很大的差別，說明這些地區或大陸曾發生過大規模的水平位移，這就為大陸漂移提供了重要證據。如果假設大陸固定于目前的位置上不動，把大陸上不同時代的巖石化石磁性得出的磁極位置都標在地圖上，發現地質時代越古老，古地磁極的位置偏離現代磁極的位置就越遠，把各時代的古地磁極連起來即可得出該大陸的古地磁極的遷移軌跡。但實際上地磁極是基本上位于地理極附近不動的，極移曲線本身反映了大陸漂移的路線（圖9-5）。在任何地質歷史時期，某一個極性（N或S）的古地磁極只可能有一個，但古地磁研究表明，不同大陸的巖石測出了不同的極移軌跡，這說明了這些大陸之間必定發生過相對位移。圖9-5是分別根據歐洲大陸和北美大陸巖石測出的兩條極移曲線，這兩條曲線在現代相交于一點，隨著時代變老兩者偏離越遠，為了把北美的極移曲線與歐洲的重合，就必須將北美大陸向東退回30個經度左右，這時大西洋消失，北美大陸與歐洲拼貼在一起，這就恰好恢復了魏格納漂移說所提出的聯合古陸的情況。其他各大陸的古地磁資料也進一步表明，如果把各大陸大致按魏格納的設想恢復到漂移前的位置，則根據古地磁資料測出的各大陸同一地質時代的地磁極位置相當接近，各大陸的極移曲線亦可互相重合。所以古地磁資料再次令人信服地證實了大陸漂移。

古地磁研究使大陸漂移說復蘇以后，人們又開始深入探討與大陸漂移有關的一些問題，并獲得了許多新的證據和資料。例如，英國學者布拉德等借助電子計算機對大西洋兩岸（按約1000 m的等深線）地形進行了十分完美的拼接，為驗證大陸漂移提供了最形象的證據；此外，南極洲及其他大陸發現的古生物、地層、構造新資料等也都進一步證實了大陸漂移的存在性。盡管到了20世紀50年代晚期至60年代早期，大陸漂移說衰而復興，然而，對大陸漂移的機制問題依然懸而未決。這期間，海底地質與地球物理的研究飛速發展，終于為大陸漂移機制問題的解決帶來了曙光。

1912年，德國地球物理學家魏格納根據大西洋兩岸，特別是非洲和南美洲海岸輪廓非常相似

魏格納的"大陸漂移說"。

①大西洋兩岸的海岸線相互對應

特別是巴西東端的直角突出部分與非洲 大陸漂移說

西岸呈直角凹進的幾內亞灣非常吻合。

②大西洋兩岸構造呼應

北美洲和非洲﹑歐洲在地層﹑巖石﹑構造上遙相呼應。例如北美紐芬蘭一帶的褶皺山系與西北歐斯堪的納維亞半島的褶皺山系相對應﹐都屬早古生代造山帶﹔非洲南端和南美阿根廷南部晚古生代構造方向﹑巖石層序和所含化石相一致。

③相鄰大陸

特別是大西洋兩岸古生物群具有親緣關系。如巴西和南非石炭－二疊系的地層中均含一種生活在淡水或微咸水中的爬行類──中龍化石﹐而迄今為止世界上其他地區都未曾發現。又如主要生長于寒冷氣候條件下的舌羊齒植物化石廣泛分布于非洲﹑南美﹑印度﹑澳大利亞﹑南極洲等諸大陸的石炭－二疊系中。而這些大陸所在的氣候帶卻不相同。

④石炭紀－二疊紀時

在南美洲﹑非洲中部和南部﹑印度﹑澳大利亞都發生過廣泛的冰川作用。這些地區除南美洲和南極洲外﹐目前都處于熱帶或溫帶地區。與此同時﹐在北半球除印度以外的廣大地區并未找到確切的晚古生代冰川遺跡﹐相反卻見到許多暖熱氣候的生物化石。這表明上列出現古冰川的諸大陸在當時曾相連接﹐為一個統一的大陸。

⑤現代科學的發展

為大陸漂移提供更直接的證據﹕精確的大地測量的數據證實大陸仍在緩慢地持續水平運動﹔古地磁的資料表明許多大陸塊現在所處的位置并不代表它初始位置﹐而是經過了或長或短的運移。 大陸漂移思想是一種活動論﹐它的提出是對固定論的挑戰﹐并為板塊構造學的建立和發展奠定了基礎﹐對地球科學的發展起了很大的推動作用。

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