郭曉強 : 地球板塊構造的成因及其劃分標準
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- 最后修訂:
- 2020-12-21 15:19:10
摘要:
現(xian)代(dai)板塊(kuai)構造理論是建立在“大陸漂移說(shuo)”基(ji)礎(chu)上面(mian)的。用地幔內部的熱對流(liu)運動(dong)來解釋(shi)板塊(kuai)的形成和變化是很(hen)牽強的,它既不能進行科(ke)學(xue)驗證,也明顯違反(fan)基(ji)本的物理學(xue)原理和邏輯(ji)。
首先,板塊(kuai)之間的(de)“下嵌(qian)”假(jia)設(she),是明顯(xian)違反重(zhong)力原理的(de)-----組(zu)成地殼的(de)較(jiao)輕硅(gui)鋁層和硅(gui)鎂層怎么能夠(gou)下沉(chen)到比它重(zhong)的(de)地幔中去?
其次(ci),那(nei)個有名的拼(pin)圖說(shuo)法,更(geng)是矛盾百出———為什么其他(ta)大陸的輪(lun)廓不能拼(pin)接?
第三,地磁學研究表(biao)明(ming),采自不(bu)同大(da)(da)(da)陸的(de)(de)巖芯,均顯示(shi)出南北磁場曾(ceng)經多次發生顛倒的(de)(de)規律(lv)性特征,而根據“大(da)(da)(da)陸漂移說”大(da)(da)(da)陸板塊的(de)(de)漂移方向(xiang)完全是隨(sui)機的(de)(de)。
科學研究的本質(zhi)要求(qiu),應(ying)該(gai)是透過事物表面(mian)現(xian)象發現(xian)隱藏在(zai)現(xian)象后面(mian)的本質(zhi)。
如果地球表面和太陽系(xi)其他類(lei)地行星(xing)類(lei)都是固體巖石(shi)構成,沒有被(bei)海洋覆蓋大(da)部(bu)分(fen)表面,那么“大(da)陸漂移說”肯定(ding)不會被(bei)人們(men)接受。
雖然作者(zhe)認(ren)為(wei)魏格納提(ti)出(chu)的“大陸漂移說”假說不(bu)能(neng)成為(wei)科學(xue)理(li)論,但(dan)因為(wei)他首(shou)先指(zhi)出(chu)地殼不(bu)是一個整體,仍然是值得尊重的。
應該客觀地(di)承(cheng)認,地(di)球(qiu)的外殼是(shi)(shi)由板塊拼接而(er)成,而(er)不是(shi)(shi)一個整體的判斷(duan)是(shi)(shi)正確的。但是(shi)(shi)地(di)殼分裂成不同(tong)的板塊的真正原因是(shi)(shi)什(shen)么呢?
我們首先(xian)來討論(lun)為什么地球表面會(hui)形成板塊(kuai)構造。
在展開討論之(zhi)前,有必(bi)要(yao)先對(dui)“板(ban)塊”和(he)“亞板(ban)塊”給(gei)出(chu)定義。
板塊----指構成地(di)(di)殼且相互之(zhi)間(jian)存在(zai)(zai)縱(zong)向分界(裂縫)的巖漿巖圈(quan)(quan)層。它(ta)是一個(ge)和(he)龜殼類似(si)的結構體。這個(ge)圈(quan)(quan)層構成地(di)(di)球(qiu)外(wai)殼(地(di)(di)殼),它(ta)包括陸地(di)(di)表面和(he)海洋(yang)(yang)底面。根據地(di)(di)質勘探測定,這個(ge)圈(quan)(quan)層的厚度在(zai)(zai)海洋(yang)(yang)和(he)陸地(di)(di)范圍是不同的。陸地(di)(di)板塊厚度一般在(zai)(zai)30-75千米(mi)之(zhi)間(jian);海洋(yang)(yang)底部板塊的厚度在(zai)(zai)7-10千米(mi)之(zhi)間(jian)。一般認為其平均(jun)厚度大約為17千米(mi)。
亞板(ban)塊(kuai)----指板(ban)塊(kuai)內部形(xing)成的(de)更小的(de)地(di)質單元。它和板(ban)塊(kuai)同質,但區別在(zai)于(yu)它們之(zhi)間的(de)縱(zong)向分界并(bing)沒(mei)有貫穿到地(di)幔,而只是存在(zai)于(yu)板(ban)塊(kuai)一(yi)定(ding)的(de)深度。
作者的(de)觀(guan)點是:在地球(qiu)(qiu)誕生不久后(hou)的(de)遠古時代,它灼熱的(de)表面(mian)開始冷卻,逐漸(jian)形(xing)成(cheng)以硅鎂層(ceng)和硅鋁(lv)層(ceng)組成(cheng)的(de)玄武巖,花崗巖地殼(ke)。隨著地球(qiu)(qiu)體積的(de)收縮,地殼(ke)的(de)面(mian)積也有所縮小,并(bing)且這個過程今天仍然在繼續進行中。
地(di)球(qiu)的(de)表面(mian)積收縮(suo),必然(ran)會(hui)造(zao)成地(di)殼(ke)(ke)內部的(de)擠(ji)壓。使得一部分(fen)地(di)面(mian)抬(tai)升(sheng),地(di)殼(ke)(ke)變厚。并且由于這樣的(de)收縮(suo),地(di)殼(ke)(ke)之(zhi)間(jian)也會(hui)產生裂縫。這樣就(jiu)形(xing)成了最初的(de)板塊雛型(xing)。
地球(qiu)在漫長的(de)地質年代(dai)之間,曾(ceng)經(jing)多次(ci)遭受隕星(彗星或者是(shi)小行星)的(de)撞擊。這樣的(de)撞擊也是(shi)地殼(ke)分裂成(cheng)不同板塊的(de)重要原因(yin)。
由于地(di)殼同(tong)(tong)時受體積收(shou)縮應力和季節溫差應力,以(yi)及南(nan)北半球溫差應力的(de)(de)共同(tong)(tong)作用,故不同(tong)(tong)板塊的(de)(de)收(shou)縮程(cheng)度也是不同(tong)(tong)的(de)(de)。相對(dui)而言,在收(shou)縮趨勢中(zhong)也存在膨(peng)脹現象。
作者在(zai)前面(mian)提出地(di)球板塊的成(cheng)因(yin)有兩(liang)個:1、地(di)球地(di)殼(ke)在(zai)由(you)熱變冷(leng)過(guo)程中的收縮(suo)應力;2、彗星對(dui)地(di)球表面(mian)的撞擊應力。
我們(men)先(xian)來(lai)談第一個(ge)成(cheng)(cheng)(cheng)因。眾所周知,當地(di)球從一個(ge)灼熱的(de)(de)(de)(de)星球逐漸冷(leng)卻(que),它的(de)(de)(de)(de)外殼也在逐漸形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)和(he)變硬而(er)發生(sheng)受縮(suo)現象。這種由于收縮(suo)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)應(ying)力是巨大的(de)(de)(de)(de),完(wan)全可以把(ba)原來(lai)完(wan)整的(de)(de)(de)(de)地(di)球表面擠裂而(er)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)板塊,形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)巨大的(de)(de)(de)(de)山脈(如歐洲的(de)(de)(de)(de)阿(a)爾卑(bei)斯山脈,亞(ya)洲的(de)(de)(de)(de)喜(xi)馬拉雅山脈),甚至將整個(ge)大陸(lu)(lu)抬升(sheng)數百米(如非洲大陸(lu)(lu),澳大利亞(ya)大陸(lu)(lu))。而(er)地(di)球深處的(de)(de)(de)(de)巖(yan)漿則會及時(shi)地(di)填補這些由于溫度應(ying)力而(er)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)板塊之間的(de)(de)(de)(de)裂縫.這就是火山噴發的(de)(de)(de)(de)原因。
作者(zhe)通過研究發現(xian),非洲(zhou)大(da)(da)陸(lu)和澳大(da)(da)利(li)亞大(da)(da)陸(lu)基(ji)本沒(mei)有明(ming)顯的擠壓斷裂(lie)痕跡。它們的地(di)貌(mao)特征是原始(shi)古老的,屬于板(ban)塊之間緩慢擠壓抬升的結(jie)果。這個(ge)地(di)質特征可(ke)以用它們被(bei)海(hai)洋包圍的地(di)理特征加以解釋。大(da)(da)家都知道,海(hai)洋溫(wen)度(du)的季節(jie)變(bian)化(hua)比陸(lu)地(di)溫(wen)度(du)的季節(jie)變(bian)化(hua)小(xiao)很多,因此所(suo)在板(ban)塊的溫(wen)差變(bian)形也(ye)比陸(lu)地(di)板(ban)塊小(xiao),兩個(ge)大(da)(da)陸(lu)上面也(ye)基(ji)本沒(mei)有火(huo)山和地(di)震(zhen)活動,
當然也不能把(ba)問題簡單化。地球上面(mian)不少地質(zhi)現象應該是冰(bing)(bing)河作(zuo)(zuo)用和(he)(he)彗(hui)星(xing)(xing)撞(zhuang)(zhuang)擊雙重作(zuo)(zuo)用的(de)(de)產物。如(ru)美洲西(xi)岸的(de)(de)安第斯山脈則主(zhu)要是彗(hui)星(xing)(xing)撞(zhuang)(zhuang)擊太平洋板塊擠壓形(xing)成的(de)(de)。北(bei)美洲著名(ming)的(de)(de)尤卡(ka)利半島和(he)(he)墨西(xi)哥灣也是由于彗(hui)星(xing)(xing)撞(zhuang)(zhuang)擊而形(xing)成的(de)(de)。類似這樣的(de)(de)彗(hui)星(xing)(xing)撞(zhuang)(zhuang)擊痕跡還有中國的(de)(de)四川(chuan)盆地和(he)(he)塔(ta)里木盆地等(deng)。而北(bei)冰(bing)(bing)洋則是彗(hui)星(xing)(xing)撞(zhuang)(zhuang)擊和(he)(he)多(duo)次(ci)冰(bing)(bing)川(chuan)刻蝕雙重作(zuo)(zuo)用的(de)(de)結果。
和(he)太(tai)陽(yang)系其他(ta)行(xing)星(xing)(xing)一樣,地(di)球(qiu)曾(ceng)經(jing),并且會繼(ji)續遭受(shou)進入太(tai)陽(yang)引力范圍的(de)(de)(de)彗星(xing)(xing)的(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)。這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)在太(tai)陽(yang)系類地(di)行(xing)星(xing)(xing)和(he)衛(wei)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)表(biao)面,都留下(xia)了明(ming)顯的(de)(de)(de)痕(hen)跡(ji)。如月球(qiu),水星(xing)(xing),土(tu)衛(wei)6上(shang)的(de)(de)(de)環型(xing)山等(deng)。不(bu)(bu)同之處在于這(zhe)(zhe)些行(xing)星(xing)(xing)沒有海洋(yang),沒有經(jing)歷(li)過冰河時(shi)代(dai)的(de)(de)(de)刻蝕作用。所以(yi)這(zhe)(zhe)些撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)痕(hen)跡(ji)能夠(gou)完整保留至今(jin)。而地(di)球(qiu)表(biao)面由于多次冰河時(shi)代(dai)的(de)(de)(de)刻蝕,絕大(da)部(bu)分撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)痕(hen)跡(ji)已(yi)經(jing)模糊不(bu)(bu)清了。唯一能夠(gou)證(zheng)明(ming)這(zhe)(zhe)些天地(di)大(da)碰撞(zhuang)(zhuang)確實曾(ceng)經(jing)發生的(de)(de)(de)證(zheng)據,就是部(bu)分地(di)球(qiu)板塊之間的(de)(de)(de)裂縫(如環太(tai)平洋(yang)火山地(di)震帶(dai)等(deng))。
作者認(ren)為,比較科學合(he)理的板塊劃分(fen)(fen)(fen)標準,應(ying)該是(shi)地殼的裂(lie)(lie)縫分(fen)(fen)(fen)布(bu)帶(dai)。而這些(xie)裂(lie)(lie)縫分(fen)(fen)(fen)布(bu)帶(dai)一般而言(yan),也就應(ying)該是(shi)地震和(he)(he)火(huo)山帶(dai)。比如環太平洋火(huo)山地震帶(dai)就是(shi)太平洋板塊和(he)(he)其他(ta)板塊的分(fen)(fen)(fen)界。
從這樣的(de)(de)思路出發,對歐亞(ya)(ya)(ya)板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)完全可以進行重新劃分。按(an)照(zhao)世界火山地(di)震分布圖,我們(men)可以斷定:青(qing)藏(zang)高(gao)原(yuan)和中國(guo)大陸應該(gai)是相(xiang)對獨立(li)的(de)(de)板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)。而在(zai)這些板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)內部也還存在(zai)亞(ya)(ya)(ya)板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai),比如中國(guo)大陸內的(de)(de)的(de)(de)塔里木(mu)盆地(di)亞(ya)(ya)(ya)亞(ya)(ya)(ya)板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai),四(si)川盆地(di)亞(ya)(ya)(ya)板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai),渤海灣亞(ya)(ya)(ya)板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)等(deng)。北美板(ban)(ban)邊緣的(de)(de)科克斯亞(ya)(ya)(ya)板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)等(deng)。
綜上所述,應該肯定地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)板(ban)塊構造(zao)運動產(chan)生(sheng)的(de)(de)基本(ben)動力是(shi)(shi)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)表面(mian)(mian)總的(de)(de)收縮應力。如(ru)果地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)表面(mian)(mian)積縮小1/10000,則會(hui)引起(qi)(qi)巨大的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)和(he)抬升作用,足以把一塊大陸抬升數千(qian)米(例如(ru)青藏高原的(de)(de)形(xing)成)。因(yin)此,地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)板(ban)塊不是(shi)(shi)在(zai)漂(piao)移而是(shi)(shi)在(zai)相互擠(ji)壓(ya)(ya)和(he)抬升。當然(ran),由(you)于地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)板(ban)塊相互擠(ji)壓(ya)(ya)形(xing)成的(de)(de)地(di)(di)質地(di)(di)貌變化一般是(shi)(shi)很緩慢的(de)(de),所以我們在(zai)短(duan)時(shi)期內很難察覺(jue)。由(you)于地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)體(ti)積收縮和(he)巖石溫(wen)差作用引起(qi)(qi)的(de)(de)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)板(ban)塊之間(jian)的(de)(de)這種擠(ji)壓(ya)(ya)變形(xing),現在(zai)仍然(ran)在(zai)進(jin)行著。這既是(shi)(shi)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)造(zao)山運動的(de)(de)基本(ben)動力來源,同(tong)時(shi)也是(shi)(shi)造(zao)成地(di)(di)震(zhen)的(de)(de)主要原因(yin)------緩慢的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)抬升形(xing)成山脈;瞬間(jian)劇烈的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)斷裂則產(chan)生(sheng)地(di)(di)震(zhen)。
最(zui)后(hou),作(zuo)者鄭(zheng)重聲(sheng)明:本人提出的(de)(de)(de)地球(qiu)板(ban)塊成因及其劃分(fen)標(biao)準,只是(shi)一種(zhong)新(xin)的(de)(de)(de)科(ke)學假(jia)說(shuo)。雖然作(zuo)者認為(wei)該假(jia)說(shuo)和建(jian)立在魏格納(na)的(de)(de)(de)“大陸(lu)漂移(yi)說(shuo)”基礎上的(de)(de)(de)現代主流(liu)板(ban)塊理(li)論(lun)(lun)比較,更接近客觀事實 ,更符合基本的(de)(de)(de)物理(li)學定(ding)理(li)。是(shi)建(jian)立在地質學事實和物理(li)學原(yuan)理(li)之(zhi)上的(de)(de)(de)邏輯(ji)推理(li)結果。但(dan)在定(ding)量分(fen)析(xi)論(lun)(lun)證方面,還存(cun)在明顯的(de)(de)(de)不足(zu)。希望能夠(gou)得到相關(guan)專(zhuan)業(ye)學科(ke)的(de)(de)(de)專(zhuan)家(jia)教授的(de)(de)(de)批評(ping)指(zhi)正。也歡迎關(guan)心該課題的(de)(de)(de)網(wang)友各(ge)抒己見,共同討(tao)論(lun)(lun)提高。