世界现代后期科技史- 第20部分

的大陆块前缘遇到洋底的阻力将发生挤压和褶皱，形成山脉。现在这些大陆　

块仍在继续漂移，例如美洲仍在向西漂移，大西洋面积不断扩大而太平洋却　

处在收缩中，将来有一天，中国的东部将和美洲直接相连，向北漂移的澳大　

利亚将同中国的南部连接。　

　　　　　③大陆漂移说的证据。大陆两岸边缘的吻合是大陆漂移说的出发点。魏　

格纳作了一个此喻来说明这种吻合。他说，如果把一张印刷品撕成两半，那　

么，当撕成的两半合在一起时，不仅边缘是吻合的，而且边缘各对应处的印　

刷内容也应该是吻合的。　

　　　　　魏格纳从多方面寻找证据，证明大陆两岸这种“印刷内容”的吻合。他　

对大西洋两岸的地质构造进行仔细的比较，发现大西洋两岸的岩石地层和褶　

皱构造确实可以对得起来。非洲南端从东到西横着一条开普山脉，而在南美　

的布宜诺斯艾利斯南部可以找到这条山脉向西延伸部分，非洲陆地巨大的片　

麻岩高原，也与巴西的片麻岩遥相对应，其地质构成及褶皱延伸方向都非常　

一致。北欧和北美洲之间也发现了类似的地质一致性。　

　　　　　大陆漂移说还从古生物的分布事实中获取证据。因为古生物化石可以反　

映过去年代的地理环境条件。例如古珊瑚礁的分布说明，3。5亿年以前北美　

中部和欧洲西部曾有过完全相同的环境。而且，两大陆的珊瑚礁中，不但含　

有完全相同的珊瑚种，还含有种类完全相同的其它海滨生物和江河生物，说　

明它们的浅海区在过去是直接相连的。　

　　　　　早在19世纪末，博物学家们就已经发现大量各大洲具有相同的化石种　

属的实例，并据此作出结论，认为在南美洲、非洲、印度、大洋洲和南极洲　

之间，在很长的地质时期中存在过非常广阔的陆地联系。　

　　　　　他们用印度的一个区的名称把这个相互联系的陆块命名为冈瓦纳古　

陆。北美洲和欧洲也曾经被认为是连在一起而形成的另一个古陆。根据生物　

化石可知，正当不很茂盛的植物在冈瓦纳古陆生长的时候，劳亚古陆则生长　

着浓密而茂盛的热带森林；正是这些森林后来形成了北美和欧洲的大煤层。　

　　　　　根据这些事实，绝大多数古生物学家们都肯定各大洲在过去曾经有过陆　


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地的联系，因而赞成陆桥说。然而，他们中没有一个人敢于想到大陆的直接　

连接和大陆漂移。实际上只有大陆漂移说才能圆满地解释古生物化石的分　

布，而陆桥说却不能。例如在相距甚远的陆块的边缘发现相同年代的相同生　

物化石，而相距很近的陆块上的生物化石却截然不同，这个现象只能用大陆　

发生过漂移的假说来说明，而陆桥说却无论如何也解释不通。陆桥说对现存　

生物分布情况就更无能为力了。　

　　　　　生物学关于物种起源的单祖论认为，相同的生物种不可能在相距遥远的　

地区分别独立地形成，它们必定起源于某一地区，然后直接地或通过第三地　

区传播到另一地区。目前，在远隔重洋的大西洋彼岸，许多生物之间存在着　

亲缘关系。例如，有一种圆庭蜗牛叫圆口蜗牛，仅分布在欧洲西部，而在北　

美洲它只分布在临近大西洋的一些地方。蜗牛爬行的速度很慢，约为人步行　

的千分之一。　

　　　　　显然，它是不能横渡大西洋的。它既然不能从美国的东部爬到西部，更　

不能设想它通过陆桥经过数千里爬到北美东部。众人皆知，蚯蚓是根本不能　

渡海的，然而隔着一个大西洋，同一纬度内蚯蚓却有亲缘关系。从南美洲、　

非洲和澳大利亚的肺鱼、鸵鸟、三趾鸟、海牛等几种动物的分布情况，可以　

判断有过陆地的直接连接。　

　　　　　大陆漂移说在古气候学方面的证据也是很多的。过去在古气候的研究中　

存在一些不解之谜。如大约在3亿年以前，巨大的冰川曾经覆盖过南美东南　

部、非洲中部和南部、印度、大洋洲和南极洲，持续了大约5千万年。　

　　　　　根据冰川作用的规模来看，这次冰川肯定是极地冰盖。如果从这些陆块　

目前的地理位置来看，似乎可以得出一个结论，那次大冰川几乎同时从现在　

的南极一直延伸到赤道以北。也就是说那时大半个地球都处于地极带，这显　

然是不可能的。魏格纳利用大陆漂移说一下子就把这个谜解开了，只要设想　

上述那些地区当时是聚合在一起的，受冰川作用的地区就完全集中在一个不　

大的范围内。古气候学的另一些无法解释的矛盾，大陆漂移说也都能轻而易　

举地加以说明。　

　　　　　魏格纳运用自己的丰富想象力和严密的逻辑思维，全面地综合了一系列　

相关学科的研究成果，把自己的学说建立在大量的事实基础上，并进行了出　

色的论证。　

　　　　　④大陆漂移说的沉寂和复兴。魏格纳的富于革命性的大陆漂移说提出以　

后，震动了世界地球科学界，引起了学术界的广泛重视、研究。另外，由于　

这个理论对传统的地球自然观产生了巨大的冲击，也就不可避免地引起了怀　

疑和论争，有的人则认为大陆漂移说纯属虚构。　

　　　　　在大陆漂移说提出之后的十几年时间里，大陆漂移说和大陆固定说争论　

不断。大多数人不肯接受这个学说的主要原因有两点，一是能证实大陆漂移　

说的科学资料还不多，也不全面；二是理论本身还不完善，还存在一些严重　

的困难，对当时的许多现象还不能作出令人信服的解释，例如，关于大陆漂　


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移的机制和动力问题。　

　　　　　人们根据自己已有的经验和知识，认为大陆漂移是不可想象的。因为大　

陆和洋底毕竟是由极其坚硬的岩石组成。因此即使最小的一块大陆（如大洋　



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洲的重量可能有5×10公斤）通过洋底移动到现在的位置所需要的力也是　

非常巨大的。　

　　　　魏格纳曾经用地球自转的离心力而产生的离极力来解释大陆向赤道的　

漂移。但是一些科学家经过计算，认为离极力是非常小的，要使大陆移动必　

须要有大于离极力100万倍以上的力。假如离极力能够移动大陆，但对于形　

成褶皱山脉来说还显得太小。　

　　　　魏格纳用潮汐来解释大陆块的向西漂移，但是一位英国地球物理学权威　

从理论上证明这是不可能的。大陆漂移的机制和动力问题成了严重的障碍，　

大多数地球物理学家都抛弃了魏格纳的学说。　

　　　　　除了漂移的机制和动力之外，还有地壳和地幔的刚性问题。有人指出，　

根据魏格纳的观点，地幔是固体，但在重力长期作用下地壳能够部分沉入其　

中，并可在其中航行，这样说来地壳比地幔硬。但是，魏格纳又说漂移的大　

陆块体遇到地幔的阻力会褶皱成山脉，这样说来，似乎地幔又比地壳硬。　

　　　　　1928年，由美国地质协会主持在纽约举行了一次研讨大陆漂移说的重要　

会议。在会议上发言的14位地质学家中，有5位积极支持大陆漂移说，2人　

有保留地支持，7人反对。会议主席对讨论作了比较全面的总结，认为解释　

古生物分布之谜，大陆漂移说比陆桥说好，虽然漂移的机制还未找到，将来　

也许会找到。　

　　　　魏格纳对自己的学说则充满信心。为寻找大陆漂移说的直接证据，他后　

来数次率领探险队去格陵兰进行考察。1930年11月1日，就在它50岁生日　

那天，在格陵兰荒凉冰原的考察途中，在零下54℃的严寒里，魏格纳不幸遇　

难，为科学献出了自己的生命。　

　　　　　少数地质学家也一直坚持大陆漂移说。如南非的杜·托译特（1878—1948　

年），从南半球各大陆石炭二叠纪冰川遗迹和冈瓦纳地层相似性和连续性出　

发，坚持大陆漂移理论。还有瑞士的E．阿尔冈，美国的R．A．戴利，中国　

的李四光也支持大陆漂移说。　

　　　　　1928年，英国爱登堡大学的霍姆斯　（1890—1965）提出地幔对流学说。　

他认为：大陆漂移的原因可用“固体”地幔对流说来加以解释，但他的解释　

同魏格纳根本不同。魏格纳认为：大陆块在地幔上航行，因此很难说清楚其　

作用的过程。霍姆斯则认为：大陆是被流动的地幔这个“传送带”所带动，　

　“传送带”是由地球中的热能和重力供给能源。　

　　　　他认为，岩石中普遍含有放射性物质，其释放的原子能几乎全部变成热　

能。地幔中只需含有1/700的放射性物质，便能使地幔保持其可塑性并发生　

对流。这种缓慢的地幔热驱动流能牵引大陆做水平运动。几乎同时，荷兰的　

万宁·迈尼兹　（1887—1966）也提出了类似的地幔对流说。这样，争论的焦　


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点就转到地幔对流的可能性上来了。可惜谁也拿不出有力证据来证实它。如　

果地幔中不发生对流，这个解释就成了空中楼阁。　

　　　　　凡是可以作为大陆漂移说证据的，都已经摆了出来。因此，在没有新的　

证据提出来以前，大陆漂移说沉寂了一段时间。科学家们都忙于自己急待解　

决的课题，不愿在“非正统的学说”上花费自己的时间和精力。这样，大陆　

漂移说就逐渐从人们的记忆中消失了，甚至在大学的讲义中也很少提到。　

　　　　　20世纪50年代，地质学家发现在不同地质时期中地磁极是在移动的。　

根据英国和欧洲岩石标本测定的磁化方向以及北美的岩石标本测定的磁化　

方向，他们画出了两个地磁极移动的轨迹图。结果发现，两图地磁极移动的　

轨迹不重合，存在着某种有规律的偏差，如果将现在的北美相对欧洲向东旋　

转30°，则两个移动轨迹就重合了。这意味着，在地质历史的某一时期，大　

西洋并不存在，欧洲北美是连在一起的。两大洲现在的分离只是后来大陆发　

生大规模相对水平运动造成的。有了这个有力的论据，大陆漂移说又开始复　

兴。60年代以来，一系列海底科学的重大发现推动了复兴后的大陆漂移说的　

发展。　

　　　　　美国海军电子实验室的迪茨（1914—　）和美国普林斯顿大学地质系的　

赫斯（1906—1969）提出了海底扩张说，并与大陆漂移理论结合起来。之后，　

在大陆漂移说和海底扩张理论的基础上又建立起板块构造理论，许多地学科　

学家认为，这一“新全球构造理论”在地学中的地位，相当于天文学中的哥　

白尼日心说，生物学中的达尔文进化论。尽管如此，板块构造理论也还面对　

一些需要解决的问题，例如，板块运动的驱动力问题，地幔对流的证据等问　

题。但是，大陆漂移、海底扩张、板块构造运动已经为大量的、无可辩驳的　

事实所证实，而且已经成为大多数人所接受的地球自然观。　

　　　　　　（2）地质力学的建立与发展　

　　　　　地质力学是由中国卓越的地质学家李四光（1889—1971）在总结前人和　

他人地学方面研究成果的基础上，立足于中国地质的实际情况，经过长期的　

探索而倡导、创立的，并形成了有世界影响的独立学派。李四光出生于湖北　

黄岗，早年曾留学日本、英国。1920年后，任北京大学地质学教授、系主任。　

他还是中国第四纪冰川的发现者和第四纪冰川研究的奠基人。　

　　　　　地质力学是以力学的原理分析研究地质构造现象的发生、发展和内在联　

系，探求地壳构造和地壳运动规律的科学。地质力学由20年代初的探索到　

40年代建立起比较完整的理论体系，大致经过了三个阶段。　

　　　　　第一阶段是为地质力学奠定基础的阶段。20年代初，人们发现，我国北　

部丰富的煤炭资源大多储存在被统称为“太原系”的石炭二叠纪沉积的地层　

中。其中虽夹有若干海相地层，但主要是由陆相地层构成。然而，李四光的　

研究发现，中国南部石炭二叠纪的地层是以海相地层为主。为什么时代相　

同，而南北的沉积环境却有这么大的差异呢？　

　　　　　李四光对北半球其它地区古生代以来海水进退现象进行了对比研究之　


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后，提出了自己的见解，认为大陆上海面的运动并不一定是全球一致地升　

降，有可能是由赤道向两极或由两极转向赤道所造成的，并进而提出了大陆　

海面变化是由于地球自转速度变化而造成的假说。他由此联想到，大陆的岩　

石也会因此受到地应力的长期作用导致地壳发生形变。这一期间，魏格纳的　

大陆漂移学说正处于困难、沉寂中。李四光发表了《地球表面形象变迁之主　

因》的文章，批判了与大陆漂移理论抗衡的传统固定论，论证了大陆的水平　

运动，认为构成这种运动的原因是地球自转速度的变化并提出“大陆东阀”　

自动控制地球自转速度的新理论。这些为后来地质力学理论的建立奠定了基　

础。　

　　　　　第二阶段通过对区域构造现象的相互关系、形成过程进行较系统的研　

究，并用区域构造形迹综合追溯地壳构造运动，建立了地质力学的基本框　

架。李四光研究了当时苏联境内具有强烈褶皱的山脉附近的弧形山脉与中国　

江苏的宁镇山脉和芳山山脉以及广西、湖北的一些弧形山脉，对山字形及其　

它某些类型的构造形式有了比较深入的认识。他运用休斯所倡导的现实主义　

地质归纳法，将个别的特殊的地质构造现象上升、推广到一般，概括出“构　

造体系”这一反映全球性地壳构造特征的新概念。　

　　　　　地球上的地质现象是异常纷繁复杂，而李四光抓住了“力的作用”这一　

串联起复杂现象的纽带，对地壳运动以及各种构造