“大陆漂移说”浮沉记——【德国】魏格纳（1880-1931）

“大陆漂移说”浮沉记——【德国】魏格纳（1880-1931） “大陆漂移说”浮沉记——【德国】魏格纳 (1880-1931) ''大陆漂移说"浮沉记 【德国】魏格纳(1880~1931) 文/艾亚纬 魏格纳以倡导大陆漂移学说 闻名于世,他的学说在地球科学中 的地位,就如达尔文的进化论对于 生物学,哈维的血液循环学说对于 生理学一样重要.他在《大陆和海 洋的形成》这部着作中,努力恢复 地球物理,地理学,气象学及地质 学之间的联系——这种联系因各 学科的专门化发展被割断——用 综合的方法来论证大陆漂移.魏 格纳的研究表明,科学是一项精美 的人类活动,并不是机械地收集客 观信息.在人们习惯用流行的理 论解释事实时,只有少数杰出的人 有勇气打破旧框架提出新理论. 但是,由于当时科学发展水平 的限制,大陆漂移由于缺乏合理的 动力学机制遭到正统学者的非议. 直到魏格纳北极冰原遇难后几十 年,科学界的新发现才进一步证明 了他那个大胆的学说是有科学根据 的,并且在魏格纳学说的基础上,发 展起了现代地学中最盛行的全球构 造理论体系,魏格纳也被人们称为 现代地学革命的先驱. 勤奋向上的进取心 1880年11月1日,阿尔弗雷 德?洛萨尔?魏格纳出生于德国柏林 一 个孤儿院院长家里,父亲是着名 神学博士.小的时候,魏格纳天赋 并不出众,他曾说:"数学与我无 缘."他先后在好几个大学学习,成 KEXUEJIAGUSHIl科学家故事 绩并不突出,毕业论文的水平也不 高.但魏格纳从小就具有一种非 凡的能力,能保持勤奋向上的进取 心,这种非凡的气质使得他后来能 够成为一名伟大的科学家. 魏格纳从小喜欢幻想和冒险, 爱读探险家的故事,英国着名探险 家约翰?富兰克林是他心目中的偶 像.但魏格纳身体并不健壮,耐久 力较差,为了长大后去北极进行科 学探险,他为自己订立了艰苦的训 练计划,整个冬天都去练习滑雪, 连暴风雪的日子也不例外.暑期, 则进行登山活动.这些活动不仅 强健了他的体魄,而且锻炼了他那 坚强的意志,为他以后进行的科学 探险活动创造了条件. 1905年,魏格纳获得气象学博 士学位,从事高空气象学新技术的 研究.当时,探测高空气球技术是 最现代化最困难的气象学手段. 年轻的魏格纳积极投身于这项危 险的活动中,为气象学研究取得了 许多宝贵的资料. 1906年4月,魏格纳与弟弟参 加了戈登?贝内特探测高空气球比 赛,哥俩持续飞行52小时,飞行高 度达3700米,一举打破了当时飞 行时间与飞行高度的世界纪录. 后来,他又参加了去格陵兰岛的探 险队,岛上巨大冰山的缓慢运动留 给他的极其深刻的印象,可能催化 了后来他面对世界地图进发的联 想和兴趣. 病榻上的灵感 1910年的一天,魏格纳卧病在 床,百般无聊的他,眼睛下意识地 团 囝 科学家故事lKEXUEJIAGUSHI 移到墙上的世界地图上,竟发现一 个奇特现象:大西洋的两岸——欧 洲和非洲的西海岸遥对北南美洲 的东海岸,轮廓非常相似,这边大 陆的凸出部分正好能和另一边大 陆的凹进部分凑合起来;如果从地 图上把这两块大陆剪下来,再拼在 一 起,就能拼凑成一个大致上吻合 的整体.把南美洲跟非洲的轮廓 比较一下,更可以清楚地看出这一 点:远远深入大西洋南部的巴西的 凸出部分,正好可以嵌入非洲西海 岸几内亚湾的凹进部分."这是什 么原因呢7莫不是这些大陆原先 都是连在一起的,而后又分开了?" 魏格纳心里这样想着.结合自己 的考察经历,魏格纳做了一个大胆 的假设:距今3亿年前,地球上所有 的大陆和岛屿都连结在一块,构成 一 个庞大的原始大陆,叫做泛大 陆.泛大陆被一个原始大洋所包 围.从大约距今两亿年时,泛大陆 先后在多处出现裂缝.每一裂缝 的两侧向相反的方向移动.裂缝 扩大,海水侵入,就产生了新的海 洋.分裂开的陆块各自漂移到现 在的位置,形成了今天人们熟悉的 陆地分布状态. 魏格纳为他这一大胆假设找 到了大量证据.他发现,欧洲,非 洲与大西洋彼岸的美洲,在岩石, 地层,皱褶构造上都很相似.比 如,把南非的开普山脉与南美的布 宜诺斯艾利斯山脉相拼接,不但地 质构造相同,而且岩层的成分与年 龄也一样.这一例证,正像人们把 一 张撕碎的报纸按其参差不变的 断边重新拼接起来,不仅边缘吻 合,而且印刷文字也恰好齐合. 同时,魏格纳发现大西洋两岸 许多古生物有亲缘关系.比如一 种蚯蚓,西欧有,美国东部也有;庭 院蜗牛在大西洋东西 两岸都有发现在南美 洲,非洲,澳洲这一广 阔的地区都生活着肺 鱼,鸵鸟.如果这些大 陆不是联系在一起的, 怎么可能出现如此众 多的相同的动物呢? 当时,有人假设海洋上 原来有连接古大陆的 狭窄陆地——"陆 桥".有些动物可能从 "陆桥"上迁徙过去. 魏格纳批驳说:"庭院 蜗牛以其步履缓慢而 着称于世,即使有那么 一 块'陆桥',它又何时才能爬过这 迢迢万里的'陆桥'呢7再说,如果 迢迢万里的'陆桥'真的存在,那 么,其宽度与长度应保持一定的比 例,这样,'陆桥'也就变成,块大 陆了.事实上,'陆桥'是不存在 的." 1912年1月6日,魏格纳在法 兰克福地质学会上作了题为《大陆 与海洋的起源》的演讲,提出了大 陆漂移的假说.此后,由于研究冰 川学和古气候学,他又第二次去了 格陵兰.在随后的第一次世界大 战中,他的研究工作中断了,在战 场上身负重伤,养病期间,他于 1915年出版了《海陆的起源》一书, 系统地阐述了"大陆漂移说". 打入冷宫三十年 在魏格纳之前,大地构造学派 在地质学上占统治地位,这个学派 只承认地壳在垂直方向上的运动, 如地层的断裂,地面的隆起和沉降 等,不承认地壳的水平运动,认为 大陆和海洋的水平位置是历来如 此,永恒不变.魏格纳的"大陆漂 移说"推翻了势倾一时的"固定 论".他成功地解释了地球上陆海 分布的现状,揭开了地学革命的帷 幕. 但是,"大陆漂移说"诞生之 初,还有许多缺陷.首先,它不能 令人信服地解释是什么力量使大 陆发生漂移.魏格纳认为是潮汐 的摩擦力和地球自转的离心力使 大陆发生漂移.但经过理论物理 计算,这种力量是微乎其微的,根 本不能使偌大的陆地发生漂移. KEXUEJIAGUSHI科学家故事 其次,魏格纳的"大陆漂移说"是建 立在海底是平坦的基础上的,海底 不平坦,大陆就无法漂移,可事实 证明,海底山岭纵横,危峰突兀. 由于学说本身的缺陷,而且触犯了 持"固定论"观点的地质学权威,因 此这一学说一提出便遭到许多人 的激烈反对.很多人甚至对魏格 纳进行人身攻击,讥讽这个学说是 "儿童玩耍积木的游戏""毫无科学 根据的幻想",是"魏格纳狂想曲", 是"大诗人的梦",并断言:"这个学 说必须抛弃."一时间,大陆漂 移说成了许多图书馆,报刊嘲 弄的对象. 魏格纳在反对声中继续 为他的理论搜集证据,为此, 他又两次去格陵兰考察,发现 格陵兰岛相对于欧洲大陆依 然有漂移运动,他测出的漂移 速度是每年约1米.1930年 4月,魏格纳率领一支探险 队,迎着北极的暴风雪,第4 津.科学被当作谬误抛弃了! 漂移说的复兴 时光的流逝磨灭不了真理的 光芒.随着科学技术的发展,越来 越多的事实论证了"大陆漂移说" 的科学性,漂移说复兴了. 当时的研究表明,在整个地质 史期内,地球磁极相对于地球北极 的位置是不断变化的.人们把地 磁北极在20亿年中所经历的位置 标示出来,并用一根曲线把这些点 连结起来,就得到一根光滑的磁极 准,将南美洲与非洲拼接起来,结 果结合部的平均误差只有88千 米.用同样的方法拼接其他大陆, 平均误差也只有13O千米.这样高 精度的吻合,充分说明北美和非洲 都是"泛大陆"的一部分. 字尖醯蠹_动力这个关 键问题,1960年以后,美国地质学 家赫斯作出了解释.他认为:地幔 中熔融物质可能向上涌动,然后在 靠近地幔顶部的地方推向一边,并 在这里冷却和凝固,这样海底就被 次登上格陵兰岛进行考察, 在一65?的酷寒下,大多数人退却 了,只有他和另外两个追随者继续 前进,终于到达了中部的爱斯密特 基地.11月1日,他在庆祝自己50 岁的生日后冒险返回西海岸基 地.在白茫茫的冰天雪地里,他失 去了踪迹.直至第二年4月,探险 队才发现他的尸体——他冻得像 石头一样,与冰河浑然一体. 魏格纳去世之后,"大陆漂移 说"也被打入冷宫,几乎被人遗 忘.从2O世纪2O年代到50年代, 整整3O年"大陆漂移说"无人问 迁移曲线.按道理,地球上只应该 有一条迁移曲线,但美洲人和欧亚 大陆人各测得一条迁移曲线.它 们的形状相似,但不重合.这是什 么原因呢?后来人们把北美大陆 和欧亚大陆靠拢,这两根曲线就完 全重合了.这真是妙不可言!欧, 亚,美大陆原来是联合在一起,而 后来发生了大规模的水平运动. 在这样的事实面前,还有什么能够 否定这一结论呢? 1965年,英国科学家布拉德用 电子计算机,根据最新测绘的海探 图,以海深1000米的大陆边缘为 撕裂断开了.由于海底的扩 张,各大陆也就被推开了,从 而较好地解释了大陆漂移的 动力问题. 魏格纳去世3O年后,板 块构造学说席卷全球,人们终 于承认了大陆漂移学说的正 确性.由此可见:一种正确的 理论在其初期阶段常常被当 作错误抛弃或是被当作与宗 教对立的观点被否定,后期阶 段则被当作信条来接受.但无论 如何,人们至今还纪念魏格纳的, 不是他生前冷遇与死后热闹,而是 他毕生寻求真理,正视事实,勇于 探索和不惜献身的科学精神. 一 个普通的孩子,成了一名科 学伟人;一名普通的气象学家,竟 成了地球科学的伟大开拓者,这一 切都归功于魏格纳所具有的献身 科学真理这一崇高的品格.他不 迷信权威,坚持自己的科学观点, 从多学科的角度进行研究,终于完 成了地学史上这一划时代的理论 创举. 囝