海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)吹響了地學(xué)革命的號(hào)角

撰文/何起祥 許靖華

海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)吹響了地學(xué)革命的號(hào)角

撰文/何起祥 許靖華

哈雷·海斯(1906—1969）是一位對(duì)地學(xué)革命有著劃時(shí)代貢獻(xiàn)的海洋地質(zhì)學(xué)大家。由他首創(chuàng)的海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)，敲響了“固定論”的喪鐘，宣告了“地槽論”百年統(tǒng)治的終結(jié)。在島弧體系、海底重力異常、輝綠巖及其蛇紋巖化和地幔對(duì)流等研究領(lǐng)域，海斯都有創(chuàng)造性的建樹(shù)，是當(dāng)之無(wú)愧的一代巨匠，史稱當(dāng)代海洋地質(zhì)之父。

海斯于1906年5月24日生于紐約。1923年入耶魯大學(xué)主修電子工程。2年后改學(xué)地質(zhì)。1927年獲學(xué)士學(xué)位后，在羅得西亞工作兩年?；貒?guó)后入普林斯頓大學(xué)地質(zhì)系攻讀博士學(xué)位，研究弗吉尼亞的蝕變輝長(zhǎng)巖。1932—1933年，海斯在新澤西州的魯特哥爾斯（Rutgers）州立大學(xué)執(zhí)教，翌年，在位于華盛頓特區(qū)的地球物理實(shí)驗(yàn)室工作一年。1934年，入普林斯頓大學(xué)任教，數(shù)十年如1日，直到離開(kāi)人間。1950—1966年間，海斯任普林斯頓大學(xué)地質(zhì)系主任長(zhǎng)達(dá)16年之久。他還是南非開(kāi)普敦大學(xué)和英國(guó)劍橋大學(xué)兼職教授，美國(guó)預(yù)備役海軍少將。

第二次世界大戰(zhàn)期間，海斯應(yīng)征入伍，到太平洋艦隊(duì)服役，在“USS約翰遜角”號(hào)運(yùn)輸艦上擔(dān)任艦長(zhǎng)，從此終生與海洋結(jié)緣。服役期間，海斯曾多次橫越太平洋，來(lái)往于馬里亞納群島、菲律賓群島和硫磺島之間運(yùn)送兵員。艦上的回聲測(cè)深儀記錄到許多形態(tài)渾圓、頂部平坦的海山，高逾數(shù)千米，從平展展的海底上拔地而起，使他驚訝不已。他用普林斯頓大學(xué)首任地理學(xué)教授蓋奧特的名字來(lái)命名這些“海底怪物”，這就是“蓋奧特”一詞的由來(lái)。憑著直覺(jué)，他覺(jué)得那些星羅棋布的海山很可能都是沉沒(méi)的火山島。至于為什么會(huì)沉沒(méi)，又為什么長(zhǎng)了一個(gè)怪怪的平頂，他一時(shí)找不到合適的答案。戰(zhàn)后，海斯報(bào)道了他的發(fā)現(xiàn)。據(jù)他當(dāng)時(shí)的統(tǒng)計(jì)，這樣的平頂山在太平洋的那一片海域至少有160多個(gè)。

海斯是一位目光遠(yuǎn)大的地球科學(xué)家。自與海洋結(jié)緣后，一直關(guān)注海底的火山活動(dòng)和海洋調(diào)查事業(yè)的發(fā)展。大洋中脊的發(fā)現(xiàn)，使他振奮不已。1959年，海斯在給美國(guó)海軍研究辦公室的一份報(bào)告中，根據(jù)大洋中脊的最新調(diào)查資料，首先提出了“海底擴(kuò)張”和海底增生的思想。但是，他當(dāng)時(shí)并沒(méi)有使用“海底擴(kuò)張”這個(gè)詞匯。這份報(bào)告流傳很廣，引起了地學(xué)界的普遍關(guān)注。1961年，美國(guó)海岸和大地測(cè)量調(diào)查局的海洋地質(zhì)學(xué)家羅伯特·迪茲正式啟用“海底擴(kuò)張”一詞來(lái)概括海底增生和更新的過(guò)程。

1962年，恩格爾主編出版了一本題為《巖石學(xué)研究》的文集，紀(jì)念著名巖石學(xué)家布丁頓。布丁頓是海斯的老同事。海斯應(yīng)邀為該文集寫(xiě)了一篇文章，題為“洋盆的歷史”。那是他1960年以來(lái)多次演說(shuō)的一個(gè)總結(jié)，比較系統(tǒng)地闡述了海底擴(kuò)張的思想。他在文章中說(shuō)，大洋中脊其實(shí)并不稀奇。只不過(guò)是一組斷到地幔的深裂縫而已。地球深部的熔融巖漿沿著這些裂縫噴溢而出，一邊形成新的洋底，一邊將早先形成的洋底自動(dòng)地推向兩邊。隨著洋底的運(yùn)動(dòng)，熾熱的巖漿逐漸冷卻，熱量消散，洋殼下沉，密度增加，最后在大陸邊緣的海溝深處沿著畢鳥(niǎo)夫帶扎到陸殼下面，重新回歸地球的深處。整個(gè)過(guò)程就像一個(gè)永動(dòng)的傳送帶，維持著洋底的更新和地球的物質(zhì)循環(huán)。按照海斯的觀點(diǎn)，大西洋正在擴(kuò)大，太平洋正在縮小。文如其人。在這篇文章中，海斯沒(méi)有為這個(gè)新的學(xué)說(shuō)大聲吶喊，更沒(méi)有為自己的科學(xué)發(fā)現(xiàn)大肆吹擂。他似乎只是絮絮叨叨地在向一位老朋友訴說(shuō)一個(gè)海洋的故事。他在文章的前言中謙遜地把這一劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)稱為“地球的詩(shī)篇”（An Essay of Geopoetry），給后人留下了無(wú)窮的回味。

一石激起千層浪。海斯的詩(shī)篇震動(dòng)了整個(gè)地學(xué)界。山雨欲來(lái)，新潮涌動(dòng)。1966年11月，在紐約的戈達(dá)德空間研究所，舉行了一次關(guān)于地殼演變的專題討論會(huì)。會(huì)上的16篇主題報(bào)告中，竟然有6篇聚焦于地球的磁場(chǎng)。在同月舉行的美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)的年會(huì)上，這些資料得到進(jìn)一步的傳播，引起了人們更大的興趣。在翌年4月舉行的美國(guó)地球物理學(xué)聯(lián)合會(huì)的年會(huì)上，海斯應(yīng)邀作了一個(gè)特別報(bào)告，詳細(xì)介紹了海底擴(kuò)張的概念和歷史，得到了與會(huì)者一致的支持和贊揚(yáng)。

海底擴(kuò)張假說(shuō)回答了許多長(zhǎng)期使人撲朔迷離的基礎(chǔ)地質(zhì)謎題：為什么洋底都是玄武巖？為什么洋底沒(méi)有老于1.8億年以上的巖石？為什么經(jīng)過(guò)如此漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史，海底卻依然只有極少的一點(diǎn)點(diǎn)沉積物？至于驅(qū)動(dòng)海底擴(kuò)張的動(dòng)力，海斯相信霍爾姆斯的地幔對(duì)流，而不是艾利的均衡論，也不是卡瑞的地球膨脹說(shuō)。海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)吹響了地學(xué)革命的號(hào)角，為板塊構(gòu)造理論奠定了第一塊基石。歷史證明，海斯寫(xiě)下的不是一般的詩(shī)篇，而是地學(xué)革命的宏偉史詩(shī)，人類認(rèn)識(shí)地球的歷史將因它而改寫(xiě)。那是革命的前夜，山雨欲來(lái)風(fēng)滿樓。海斯已經(jīng)聽(tīng)到遠(yuǎn)處隱隱的雷聲了。

海斯點(diǎn)燃了這場(chǎng)革命的導(dǎo)火索，但是卻沒(méi)有看到這場(chǎng)革命的勝利。1969年8月25日，海斯應(yīng)邀到馬薩諸塞州的伍茲霍爾參加美國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)局的一次會(huì)議，在主持會(huì)議的過(guò)程中，心臟病突發(fā)，不治身亡。半年以后，“深海鉆探計(jì)劃”完成了南大西洋的第三航次，證明了海斯的海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)。