風乍起,吹皺一池春水,魏格納這個地質學界的門外漢,居然高歌曲廣陵散,說大陸不是鐵板一塊,是可以漂移的,處於不斷分離和組合過程中。這一學說,給死氣沉沉的傳統地質界投下了一枚重磅炸彈,引來了廣泛的嘲笑和攻擊。人們說他是異想「地」開,是典型的唯心主義。他全然不予理睬,繼續上下求索,在赴格陵蘭的考察途中,50歲生日那天,不幸客死他鄉。一片冰雪埋忠骨,神心逐浪雲天外,給人留下永久的懷念。
魏格納的靈感
在19世紀,地質學界普遍認為,地殼的運動主要是上下方向的,水平方向移動很小。如果有人提出,地殼裂開了100米,都被認為是聳人聽聞的謠言之說,是不可思議的。因為他們認為,地球是在熔化狀態下固結起來的,在這一過程中,像鐵那樣的重元素沉到了地心,而矽和鋁一類的輕元素升到地表形成地殼。由於冷卻和固化的過程是連續不斷的,所以為了適應地球體積的減小,地殼必須收縮。這樣,就很容易把山脈看成是地殼在垂直方向上隆起,而海盆可被解釋為地殼在它自身重量作用下崩塌的窟窿。然而,事實是怎樣呢?
有一位德國氣象學家名叫魏格納,他很愛看地圖,每天都要對著世界地圖出神。他看啊,看啊,最後看出一些門道來了。什麼門道呢?他看出大西洋的兩岸,一邊是美洲(北美、中美、南美),另一邊是歐洲。兩地相距幾千公里,可是,這兩邊地形有些突出的特點:要是美洲少一塊地方,歐洲就要多一塊地方,要是把這兩個洲靠在一起,它們就基本重合起來了,就像是一塊巧克力,你把它掰成兩半,放到一起再合成一個整塊那樣。他當時高興得不得了。他想,美洲和歐洲可能原來是連在一起的,當初並沒有大西洋這個大洋,只是後來,這兩塊陸地裂開了,並且逐漸向相反方向運動,海水也跑進來了,逐漸形成一個大洋。當時,他只是根據地形來判斷的。後來,他為了進一步來證實這個觀點,就研究兩個大陸上的生物,發現兩個大陸生物的化石是基本一致的。這就證明,兩塊陸地古代是連在一起的。不然為什麼生物會一樣呢?要知道現在美洲、歐洲是一點不連在一起的,兩者相距幾千公里,生物自己是跑不過去的。人帶過去的嘛?也不是,幾百萬年前,幾千萬年前,那時還沒有人類,而生物自己又不會造船!
魏格納認為,利用傳統的理論來解釋觀察到的這許多現象並不合適,而且矛盾太多。首先是南美和非洲大陸之間的那種驚人的吻合,如果不用海岸線而用「大陸坡」,那麼這種吻合就更完善了。同樣,按傳統理論的說法,如果山脈是由於地球的收縮而引起的話,那麼,山脈的分布也應該是均勻的。但是,恰恰相反,山脈的分布只局限在曲線狀帶中(例如南美的安第斯山脈和北美的落基山脈及阿巴拉契亞山脈)。魏格納指出,在非洲和南美洲都找到了古代岩層,如果把這兩個大陸拼在一起,那麼這些岩層就完美無缺了。正如魏格納論文指出的那樣:
「如果我們想把撕毀了的報紙重新對起來,首先要把邊緣對齊,然後檢查一行行印刷的字在邊緣處是否整齊,如果是這樣,那麼就沒有別的可說,只能得出報紙就是這樣聯結的結論。如果只有一行字可供檢查的話,我們仍然會找到這種精確拼合的可能性。如果有n行,那麼這種可能性就提高了n倍」。
魏格納一語驚群雄
在魏格納驚奇地看到了那麼多資料和論據後,又把他的思考進一步發展下去,他得出了曾使地球科學發生革命的結論,即世界上所有的陸地以前都曾經是巨大的、泛古陸大陸的一部分。他認為,南極、澳大利亞和非洲是在一起的。美洲和歐洲也在起的。地球上當初就是一塊大陸地,叫泛古陸。地球上當初也就是個大洋,叫泛古大洋。後來,這塊大陸裂成幾塊,並且向不同方向運動。泛古陸的分裂並不是以災變性事件形式突然出現的,而是持續了好幾億年。大約在2.25億年以前,發生的北美與歐亞大陸的分離似乎是第一個事件,此後約在1.5億年前,接著發生了非洲與南美大陸的分離,再後約在1.1億年前,又發生了非洲與印度大陸、澳大利亞、紐西蘭和南極大陸的分離。南美和北美大陸與非洲和歐亞大陸的日益分離形成了大西洋並圍住了北冰洋。在非洲大陸的東面,印度大陸與澳大利亞和南極大陸分隔開來並向北「航行」直到與亞洲大陸碰在一起。這一巨大的碰撞在地表面的表現就是喜馬拉准山脈的形成。最後,澳洲大陸與南極大陸脫離,向著東北方向,後又向北漂移,形成了印度洋的東部邊界。
1912年,在萊茵河畔的法蘭克福的德國地球學會的一次報告會上,魏格納首次向科學界提出了自已的觀點,並於同年在兩家德國雜誌上發表。1915年,在《大陸和海洋的起源》一書中較全面地論述了他的理論。
魏格納還用化石資料來證實他的論點,特別是爬蟲類化石是非常好的例子。例如,大約生活在2.7億年前,約46厘米長的小爬行類中龍目化石,只有在非洲和巴西的一定地區才能找到因此,魏格納斷定,這種動物不可能是通過後來崩塌了的「陸橋」從一個大陸到另一個大陸的。他爭辯說,與大陸相同的物質組成的較輕的「陸橋」要沉入到較重的洋底物質中去,這種想法是違反均衡原理的。
在較晚的版本中,魏格納還寫入了他研究古氣候得到的資料和論據。特別有意思的是南非和南美南部都有相同的冰磧層(冰川運動所遺留下來的沉積物)。這些沉積物的年齡約為3億年。這使魏格納想到,這兩個大陸的最南部曾與南極非常接近。在這些冰磧層向北90°處,魏格納找到了從美國東部一直延伸到中國的煤層,這些煤層中的植物化石屬於熱帶型,這說明大約24億年以前它們曾經是在靠近赤道兩邊的地方。
科學明星圍剿魏格納
1.同意魏格納觀點的人連工作也找不到
對魏格納的結論,最初人們的反應是不同的,後來幾乎完全否定了它。在20年代中,以劍橋大學的H·傑弗里斯為首的反對派,形成了對大陸漂移假說有組織的抵制。傑弗里斯輕易地證明了,魏格納關於大陸漂移所霱要的力是來自太陽和月亮對地殼的潮汐作用的設想是錯誤的。通過簡單的計算,傑弗里斯證實,如果地殼是那麼弱,以至潮汐力就能使其變形,那麼,山脈在其自重作用下就會崩塌。在傑弗里斯提出反對之後,對此理論的抵制竟達到了如此程度,以致於在60年代初,如果一個地球科學家被認為是大陸漂移學說的支持者,那麼他就連工作都找不到。
2.「大西洋地有可能沉在海洋里」,再次被提出來了,作為反對魏格納一大根據。
魏格納假說再好也沒有地解釋了美洲、非洲和歐洲動植物群某些種的共同性。假如魏格納的假設是毫無根據的,那麼又如何來解釋這種共同性呢?於是,一個古老的傳說又被提出來了。
在人類歷史裡很難找到另一個傳說,像「在一個不幸的晚上」沉沒在海浪中的神秘的「大西洋地」那樣,能在幾百年內強烈地激動著人們的好奇心和引起人們無窮的幻想。根據人們的傳說,這個災難發生在公元前很早的時候。一個強大的大西國沉到了海洋的底部,連一點影蹤也沒有留下。
大西洋地是一個富饒和肥沃的地方。島上的田野和果園裡常年得到豐收,每年可以收穫二次。河裡全是游魚,林中有很多野獸。島上所蘊藏的各種資源,除了黃金以外,在大酉人心目中,華麗石就算是最珍貴的礦石了。島上植物的繁茂是很出名的。這裡生長著各種各樣的奇花異草,在這些花草的莖、根、葉和花上都有一種高貴的香味。
全國共由十個皇帝統治,其中最大的一個叫大西,大西洋地這一地名即由此而來。大西洋地的人民就是這樣過著安居樂業的生活,後來他們的皇帝決定發動戰爭。戰火燃起來了,就在這鬥爭最劇烈的時刻,發生了可怕的地震,「在一個不幸的夜裡,大西洋地這麼大的一塊大陸就全部沉到了海底」。
許多地質學家都同意,歷史上,大西洋中部曾存在過一個遼闊的大陸。英國學者福爾列斯特對大西洋地存在問題所作的推論是很有趣的,他這樣假定:冰川時期,在大西洋北部有一個很大的大陸,它的南方一直延伸到亞速爾群島。作者的這一假說是根據歐洲和美洲冰川分布的研究資料而提出的。冰川可能貫穿大洋並互相連接著,緻密而又綿長。福爾列斯特發現,兩個大陸上的擦痕和槽跡都匯向一個中心——冰島周圍地區。學者把這一地區假稱為「大西洋的阿爾卑斯山」,並且假定這些山脈大約高出海面3000米左右。
為了證明柏拉圖的大西洋地可能存在,普阿遜假定福爾列斯特所講的北大西洋大陸是碎裂成幾個部分以後逐漸下沉的。首先沉下去的可能是它的北部,而當時位於亞速爾群島附近的大陸的南部,就成為一個大島而存留下來。他甚至還確切地指出了沉下去的地方:直布羅陀以西,老斯維托和水底大西洋山脈伸展著的新斯維托之間,在加那利群島、亞速爾群島和佛德角群島區域之內。
有些學者認為這些生物是經由過去曾經存在過,後來才沉到海面以下的大陸而跑過去的,這些大陸曾是美洲、非洲和歐洲之間的橋樑。
3.「大陸橋說」成為反對魏格納另一熱點
另外一些學者又反對整個大陸會下沉而消失在海洋里這種說法。他們這樣來解釋大西洋兩岸上生存著血緣相通的生物以及海岸地質構造的某些相似性。他們認為某個時候在大西洋里出現個別的陸地區或一連串的島嶼,因而使動植物能通過這整個地區。
許多地質學家認為,魏格納的理論缺乏任何物理學和地質學的根據。別爾格院士指出,這一理論與海底大四洋山脈的仔在是矛盾旳,根據許多地質學家的意見,大西洋山脈是在不久以前才下沉的。依照別爾格的看法,從山脈中部一面向美洲,另一面向非洲伸延出去的海底門坎或橫堤,過去曾經露出在水面上。就是這些門坎或橫堤使非洲和美洲的動梢物互相往返遷移。解釋西歐和北美動植物化石的相似性時,沒有必要引用魏格納所提出的大陸漂移說。根據一股公認的看法,第四紀初,歐洲和格陵蘭依靠了一條不大的橫堤而與相聯接起來,這一條橫堤經過冰島、菲羅茲群鳥和英國。如果要這種聯接再現的話,那麼現代海平面至少要下降500米,正如別爾格所提出的那樣,這一橫堤的破壞,可能和不久以前大西洋的徹底下降聯在一起發生的。
大西洋山脈下降的證據之一是在海洋深處,在海底山脈地區,在離開現代大陸很遠的地方找到的砂子,它們是當這一小脈從前還露出在水面上時的破壞產物。按照別爾格的意見,美洲、非洲和歐洲發生動植物交流是依靠了大西洋山脈的支脈而進行的,因為大西洋山脈的某些部分在第四紀時才降到洋面以下;或者是依靠了從大西洋脈向東和向西延仲到現存大陸的一連串的來進行的。
魏格納假說中最弱的地方是地殼構造的概念不正確。大西洋洋底並不像魏格納所想像的那樣是由玄武岩圈組成,而是由把非洲、美洲、歐洲、澳洲和南極洲聯結成一個整體的花崗岩圈下降部分所組成的。所以,這裡不可能發生大陸塊分離的現象。
壯志未酬身先死
從魏格納所受的教育的背景來看,他不大可能成為一個會對地質學和地球物理學作出如此重大貢獻的科學家。1880年,魏格納出生在柏林,曾在柏林、海德堡、因斯布魯克大學學習過,他的博土論文是天文學方面的,但他的興趣卻被吸引到氣象學的一個較新的領域。魏格納曾擔任漢堡海洋氣象台氣象研究室主任,1924年,他在奧地利格拉茨大學主講氣象學和地球物理學。他的遠大志向則是考察格陵蘭島。
格陵蘭島位於北美洲東北,介於北冰洋與大西洋中間,面積有218萬平方公里,相當南極人陸六分之…,相當於中國大陸面積23%,是世界第一大島,又稱為格陵蘭次大陸。全島約五分之四地區處於北極圈內,84%面積為冰雪所覆蓋,中部偏東方海拔高度3300米,邊緣地區海拔1000~2000米,氣候嚴寒,著名的動物有麝牛、馴鹿、北極熊等。自中世紀被海盜發現以來,這裡被視為冰雪王國和冰山的發源地。使「鐵坦尼克」號粉身碎骨的冰山,就是從這裡流去的。許多科學家希望到那裡考察:學氣象的,要弄清冰雪覆蓋對北半球氣候的影響;學海洋的,要弄清格陵蘭海流是怎樣進入大西洋的;學冰川的,要弄清冰川運動和冰體入海的數量;學地理的,要弄清在不同地質年代格陵蘭冰覆蓋層厚度變化,……。總之,這裡一時被視為科學的殿堂。魏格納也曾先後四次赴格陵蘭探險,進行氣象和地質學考察,想從那裡找尋大陸漂移的新證據。不幸的是,在他50歲生日那天,因心臟病猝然發作,死於格陵蘭探險途中,從而永遠埋葬在冰冷的荒原上。由於魏格納已死,地學界缺少辯論的對手,同時出於人們的寬厚仁慈,也不再對他筆伐。他提出的大陸漂移說,也被打入冷宮,還被冠以唯心主義的帽子。50年代,在有關海洋的教科書中,魏格納大陸漂移學說竟被視為「異想地開」的代表,魏格納被嘲笑是一個不務實際的空想家。
應該說,魏格納的學說在當時歷史條件下,確實給死氣沉沉的地質界吹進了一股新鮮空氣。但是,我們也必須看到,他只是根據有限的陸地上化石、古地質資料和海岸線的相似性,大膽地進行邏輯推理而引出的理論,既不嚴密,又很不完善。他無法解釋大陸是怎樣在強度很大的矽鎂層中漂移的,引起漂移的動力又是什麼。因此,持相同觀點者甚少。
但是,魏格納敢於向墨守成規的傳統領域挑戰,是值得後來者學習的:雖然他那當教授的岳父曾一再告誡他,這個領域比較成熟,權威人物多如過江之鯽,你一個後進末學,專業又非所長,竟然挑戰地學界早已定論的問題,這種直搗黃龍的做法,必然招致各種非議,落得灰頭灰臉姑且不說,最後將遭到口誅筆伐,成為地學界永遠嘲笑的主題。這些老輩人的「精彩」提示,並沒有打動他的心扉,他終於走出歷史上輝煌的一步,留給後人一個永久的啟示:敢於向權威挑戰,要敢於發現問題,提出問題,不要墨守成規,守成規是沒有出息的。