为什么魏格纳在提出“大陆漂移说”之后被全世界狠狠地否定了?

2019-09-07   后宫地图三千

风乍起,吹皱一池春水,魏格纳这个地质学界的门外汉,居然高歌曲广陵散,说大陆不是铁板一块,是可以漂移的,处于不断分离和组合过程中。这一学说,给死气沉沉的传统地质界投下了一枚重磅炸弹,引来了广泛的嘲笑和攻击。人们说他是异想“地”开,是典型的唯心主义。他全然不予理睬,继续上下求索,在赴格陵兰的考察途中,50岁生日那天,不幸客死他乡。一片冰雪埋忠骨,神心逐浪云天外,给人留下永久的怀念。

魏格纳的灵感

在19世纪,地质学界普遍认为,地壳的运动主要是上下方向的,水平方向移动很小。如果有人提出,地壳裂开了100米,都被认为是耸人听闻的谣言之说,是不可思议的。因为他们认为,地球是在熔化状态下固结起来的,在这一过程中,像铁那样的重元素沉到了地心,而硅和铝一类的轻元素升到地表形成地壳。由于冷却和固化的过程是连续不断的,所以为了适应地球体积的减小,地壳必须收缩。这样,就很容易把山脉看成是地壳在垂直方向上隆起,而海盆可被解释为地壳在它自身重量作用下崩塌的窟窿。然而,事实是怎样呢?

有一位德国气象学家名叫魏格纳,他很爱看地图,每天都要对着世界地图出神。他看啊,看啊,最后看出一些门道来了。什么门道呢?他看出大西洋的两岸,一边是美洲(北美、中美、南美),另一边是欧洲。两地相距几千公里,可是,这两边地形有些突出的特点:要是美洲少一块地方,欧洲就要多一块地方,要是把这两个洲靠在一起,它们就基本重合起来了,就像是一块巧克力,你把它掰成两半,放到一起再合成一个整块那样。他当时高兴得不得了。他想,美洲和欧洲可能原来是连在一起的,当初并没有大西洋这个大洋,只是后来,这两块陆地裂开了,并且逐渐向相反方向运动,海水也跑进来了,逐渐形成一个大洋。当时,他只是根据地形来判断的。后来,他为了进一步来证实这个观点,就研究两个大陆上的生物,发现两个大陆生物的化石是基本一致的。这就证明,两块陆地古代是连在一起的。不然为什么生物会一样呢?要知道现在美洲、欧洲是一点不连在一起的,两者相距几千公里,生物自己是跑不过去的。人带过去的嘛?也不是,几百万年前,几千万年前,那时还没有人类,而生物自己又不会造船!

魏格纳认为,利用传统的理论来解释观察到的这许多现象并不合适,而且矛盾太多。首先是南美和非洲大陆之间的那种惊人的吻合,如果不用海岸线而用“大陆坡”,那么这种吻合就更完善了。同样,按传统理论的说法,如果山脉是由于地球的收缩而引起的话,那么,山脉的分布也应该是均匀的。但是,恰恰相反,山脉的分布只局限在曲线状带中(例如南美的安第斯山脉和北美的落基山脉及阿巴拉契亚山脉)。魏格纳指出,在非洲和南美洲都找到了古代岩层,如果把这两个大陆拼在一起,那么这些岩层就完美无缺了。正如魏格纳论文指出的那样:

“如果我们想把撕毁了的报纸重新对起来,首先要把边缘对齐,然后检查一行行印刷的字在边缘处是否整齐,如果是这样,那么就没有别的可说,只能得出报纸就是这样联结的结论。如果只有一行字可供检查的话,我们仍然会找到这种精确拼合的可能性。如果有n行,那么这种可能性就提高了n倍”。

魏格纳一语惊群雄

在魏格纳惊奇地看到了那么多资料和论据后,又把他的思考进一步发展下去,他得出了曾使地球科学发生革命的结论,即世界上所有的陆地以前都曾经是巨大的、泛古陆大陆的一部分。他认为,南极、澳大利亚和非洲是在一起的。美洲和欧洲也在起的。地球上当初就是一块大陆地,叫泛古陆。地球上当初也就是个大洋,叫泛古大洋。后来,这块大陆裂成几块,并且向不同方向运动。泛古陆的分裂并不是以灾变性事件形式突然出现的,而是持续了好几亿年。大约在2.25亿年以前,发生的北美与欧亚大陆的分离似乎是第一个事件,此后约在1.5亿年前,接着发生了非洲与南美大陆的分离,再后约在1.1亿年前,又发生了非洲与印度大陆、澳大利亚、新西兰和南极大陆的分离。南美和北美大陆与非洲和欧亚大陆的日益分离形成了大西洋并围住了北冰洋。在非洲大陆的东面,印度大陆与澳大利亚和南极大陆分隔开来并向北“航行”直到与亚洲大陆碰在一起。这一巨大的碰撞在地表面的表现就是喜马拉准山脉的形成。最后,澳洲大陆与南极大陆脱离,向着东北方向,后又向北漂移,形成了印度洋的东部边界。

1912年,在莱茵河畔的法兰克福的德国地球学会的一次报告会上,魏格纳首次向科学界提出了自已的观点,并于同年在两家德国杂志上发表。1915年,在《大陆和海洋的起源》一书中较全面地论述了他的理论。

魏格纳还用化石资料来证实他的论点,特别是爬虫类化石是非常好的例子。例如,大约生活在2.7亿年前,约46厘米长的小爬行类中龙目化石,只有在非洲和巴西的一定地区才能找到因此,魏格纳断定,这种动物不可能是通过后来崩塌了的“陆桥”从一个大陆到另一个大陆的。他争辩说,与大陆相同的物质组成的较轻的“陆桥”要沉入到较重的洋底物质中去,这种想法是违反均衡原理的。

在较晚的版本中,魏格纳还写入了他研究古气候得到的资料和论据。特别有意思的是南非和南美南部都有相同的冰碛层(冰川运动所遗留下来的沉积物)。这些沉积物的年龄约为3亿年。这使魏格纳想到,这两个大陆的最南部曾与南极非常接近。在这些冰碛层向北90°处,魏格纳找到了从美国东部一直延伸到中国的煤层,这些煤层中的植物化石属于热带型,这说明大约24亿年以前它们曾经是在靠近赤道两边的地方。

科学明星围剿魏格纳

1.同意魏格纳观点的人连工作也找不到

对魏格纳的结论,最初人们的反应是不同的,后来几乎完全否定了它。在20年代中,以剑桥大学的H·杰弗里斯为首的反对派,形成了对大陆漂移假说有组织的抵制。杰弗里斯轻易地证明了,魏格纳关于大陆漂移所霱要的力是来自太阳和月亮对地壳的潮汐作用的设想是错误的。通过简单的计算,杰弗里斯证实,如果地壳是那么弱,以至潮汐力就能使其变形,那么,山脉在其自重作用下就会崩塌。在杰弗里斯提出反对之后,对此理论的抵制竟达到了如此程度,以致于在60年代初,如果一个地球科学家被认为是大陆漂移学说的支持者,那么他就连工作都找不到。

2.“大西洋地有可能沉在海洋里”,再次被提出来了,作为反对魏格纳一大根据。

魏格纳假说再好也没有地解释了美洲、非洲和欧洲动植物群某些种的共同性。假如魏格纳的假设是毫无根据的,那么又如何来解释这种共同性呢?于是,一个古老的传说又被提出来了。

在人类历史里很难找到另一个传说,像“在一个不幸的晚上”沉没在海浪中的神秘的“大西洋地”那样,能在几百年内强烈地激动着人们的好奇心和引起人们无穷的幻想。根据人们的传说,这个灾难发生在公元前很早的时候。一个强大的大西国沉到了海洋的底部,连一点影踪也没有留下。

大西洋地是一个富饶和肥沃的地方。岛上的田野和果园里常年得到丰收,每年可以收获二次。河里全是游鱼,林中有很多野兽。岛上所蕴藏的各种资源,除了黄金以外,在大酉人心目中,华丽石就算是最珍贵的矿石了。岛上植物的繁茂是很出名的。这里生长着各种各样的奇花异草,在这些花草的茎、根、叶和花上都有一种高贵的香味。

全国共由十个皇帝统治,其中最大的一个叫大西,大西洋地这一地名即由此而来。大西洋地的人民就是这样过着安居乐业的生活,后来他们的皇帝决定发动战争。战火燃起来了,就在这斗争最剧烈的时刻,发生了可怕的地震,“在一个不幸的夜里,大西洋地这么大的一块大陆就全部沉到了海底”。

许多地质学家都同意,历史上,大西洋中部曾存在过一个辽阔的大陆。英国学者福尔列斯特对大西洋地存在问题所作的推论是很有趣的,他这样假定:冰川时期,在大西洋北部有一个很大的大陆,它的南方一直延伸到亚速尔群岛。作者的这一假说是根据欧洲和美洲冰川分布的研究资料而提出的。冰川可能贯穿大洋并互相连接着,致密而又绵长。福尔列斯特发现,两个大陆上的擦痕和槽迹都汇向一个中心——冰岛周围地区。学者把这一地区假称为“大西洋的阿尔卑斯山”,并且假定这些山脉大约高出海面3000米左右。

为了证明柏拉图的大西洋地可能存在,普阿逊假定福尔列斯特所讲的北大西洋大陆是碎裂成几个部分以后逐渐下沉的。首先沉下去的可能是它的北部,而当时位于亚速尔群岛附近的大陆的南部,就成为一个大岛而存留下来。他甚至还确切地指出了沉下去的地方:直布罗陀以西,老斯维托和水底大西洋山脉伸展着的新斯维托之间,在加那利群岛、亚速尔群岛和佛德角群岛区域之内。

有些学者认为这些生物是经由过去曾经存在过,后来才沉到海面以下的大陆而跑过去的,这些大陆曾是美洲、非洲和欧洲之间的桥梁。

3.“大陆桥说”成为反对魏格纳另一热点

另外一些学者又反对整个大陆会下沉而消失在海洋里这种说法。他们这样来解释大西洋两岸上生存着血缘相通的生物以及海岸地质构造的某些相似性。他们认为某个时候在大西洋里出现个别的陆地区或一连串的岛屿,因而使动植物能通过这整个地区。

许多地质学家认为,魏格纳的理论缺乏任何物理学和地质学的根据。别尔格院士指出,这一理论与海底大四洋山脉的仔在是矛盾旳,根据许多地质学家的意见,大西洋山脉是在不久以前才下沉的。依照别尔格的看法,从山脉中部一面向美洲,另一面向非洲伸延出去的海底门坎或横堤,过去曾经露出在水面上。就是这些门坎或横堤使非洲和美洲的动梢物互相往返迁移。解释西欧和北美动植物化石的相似性时,没有必要引用魏格纳所提出的大陆漂移说。根据一股公认的看法,第四纪初,欧洲和格陵兰依靠了一条不大的横堤而与相联接起来,这一条横堤经过冰岛、菲罗兹群鸟和英国。如果要这种联接再现的话,那么现代海平面至少要下降500米,正如别尔格所提出的那样,这一横堤的破坏,可能和不久以前大西洋的彻底下降联在一起发生的。

大西洋山脉下降的证据之一是在海洋深处,在海底山脉地区,在离开现代大陆很远的地方找到的砂子,它们是当这一小脉从前还露出在水面上时的破坏产物。按照别尔格的意见,美洲、非洲和欧洲发生动植物交流是依靠了大西洋山脉的支脉而进行的,因为大西洋山脉的某些部分在第四纪时才降到洋面以下;或者是依靠了从大西洋脉向东和向西延仲到现存大陆的一连串的来进行的。

魏格纳假说中最弱的地方是地壳构造的概念不正确。大西洋洋底并不像魏格纳所想象的那样是由玄武岩圈组成,而是由把非洲、美洲、欧洲、澳洲和南极洲联结成一个整体的花岗岩圈下降部分所组成的。所以,这里不可能发生大陆块分离的现象。

壮志未酬身先死

从魏格纳所受的教育的背景来看,他不大可能成为一个会对地质学和地球物理学作出如此重大贡献的科学家。1880年,魏格纳出生在柏林,曾在柏林、海德堡、因斯布鲁克大学学习过,他的博土论文是天文学方面的,但他的兴趣却被吸引到气象学的一个较新的领域。魏格纳曾担任汉堡海洋气象台气象研究室主任,1924年,他在奥地利格拉茨大学主讲气象学和地球物理学。他的远大志向则是考察格陵兰岛。

格陵兰岛位于北美洲东北,介于北冰洋与大西洋中间,面积有218万平方公里,相当南极人陆六分之…,相当于中国大陆面积23%,是世界第一大岛,又称为格陵兰次大陆。全岛约五分之四地区处于北极圈内,84%面积为冰雪所覆盖,中部偏东方海拔高度3300米,边缘地区海拔1000~2000米,气候严寒,著名的动物有麝牛、驯鹿、北极熊等。自中世纪被海盗发现以来,这里被视为冰雪王国和冰山的发源地。使“铁坦尼克”号粉身碎骨的冰山,就是从这里流去的。许多科学家希望到那里考察:学气象的,要弄清冰雪覆盖对北半球气候的影响;学海洋的,要弄清格陵兰海流是怎样进入大西洋的;学冰川的,要弄清冰川运动和冰体入海的数量;学地理的,要弄清在不同地质年代格陵兰冰覆盖层厚度变化,……。总之,这里一时被视为科学的殿堂。魏格纳也曾先后四次赴格陵兰探险,进行气象和地质学考察,想从那里找寻大陆漂移的新证据。不幸的是,在他50岁生日那天,因心脏病猝然发作,死于格陵兰探险途中,从而永远埋葬在冰冷的荒原上。由于魏格纳已死,地学界缺少辩论的对手,同时出于人们的宽厚仁慈,也不再对他笔伐。他提出的大陆漂移说,也被打入冷宫,还被冠以唯心主义的帽子。50年代,在有关海洋的教科书中,魏格纳大陆漂移学说竟被视为“异想地开”的代表,魏格纳被嘲笑是一个不务实际的空想家。

应该说,魏格纳的学说在当时历史条件下,确实给死气沉沉的地质界吹进了一股新鲜空气。但是,我们也必须看到,他只是根据有限的陆地上化石、古地质资料和海岸线的相似性,大胆地进行逻辑推理而引出的理论,既不严密,又很不完善。他无法解释大陆是怎样在强度很大的硅镁层中漂移的,引起漂移的动力又是什么。因此,持相同观点者甚少。

但是,魏格纳敢于向墨守成规的传统领域挑战,是值得后来者学习的:虽然他那当教授的岳父曾一再告诫他,这个领域比较成熟,权威人物多如过江之鲫,你一个后进末学,专业又非所长,竟然挑战地学界早已定论的问题,这种直捣黄龙的做法,必然招致各种非议,落得灰头灰脸姑且不说,最后将遭到口诛笔伐,成为地学界永远嘲笑的主题。这些老辈人的“精彩”提示,并没有打动他的心扉,他终于走出历史上辉煌的一步,留给后人一个永久的启示:敢于向权威挑战,要敢于发现问题,提出问题,不要墨守成规,守成规是没有出息的。