2.5億年后，地球上也許只有一個(gè)大陸

克里斯·巴拉紐科+王坤云

一個(gè)超級(jí)大陸正在形成，它會(huì)合并地球上的主要陸地，這意味著你可以從澳大利亞走到阿拉斯加，或者從巴塔哥尼亞走到斯堪的納維亞——但形成的時(shí)間大約是2.5億年。這樣的過程在科學(xué)上被稱為“終極盤古大陸”，你也許更喜歡稱之為“下一個(gè)大事件”。

克里斯多?！な房继崴?，是伊利諾伊州埃文斯頓西北大學(xué)的教師。地球上的大陸在活動(dòng)這一事實(shí)，對他很有誘惑力。他在思考這樣的問題：這些大陸在過去是怎樣排列的，它們在將來會(huì)怎樣分布。

“5000萬年后，澳大利亞將會(huì)和東南亞碰撞合并成更大的大陸，”他說，“非洲會(huì)推動(dòng)南歐大陸，而大西洋會(huì)比今天更寬闊?！?/p>

為了使這些細(xì)節(jié)具體化，史考提斯創(chuàng)作了一個(gè)動(dòng)畫來說明他的預(yù)測。

當(dāng)然，他也承認(rèn)，對5000萬年后的事情進(jìn)行預(yù)測，包括他的終極盤古大陸，都僅僅是推測而已。

地球的大陸位于板塊之上，這些板塊以不同的速度移動(dòng)。一些板塊以每年30毫米的速度移動(dòng)，另外一些板塊的移動(dòng)速度可能是這個(gè)速度的5倍。這兩個(gè)速度分別是人類指甲和頭發(fā)生長的速度。

現(xiàn)在，板塊運(yùn)動(dòng)可以用埋在地下的衛(wèi)星定位儀跟蹤。但我們知道，在這種技術(shù)沒有發(fā)明之前，人們已經(jīng)知道板塊在很久以前就開始移動(dòng)了。怎樣移動(dòng)的呢？這些板塊如此巨大、移動(dòng)得如此緩慢，我們又是怎么意識(shí)到自己站在巨大的、移動(dòng)的板塊上的呢？

大陸在移動(dòng)這個(gè)觀點(diǎn)可追溯到幾個(gè)世紀(jì)前，但是第一次有人拿出重要證據(jù)支持這個(gè)觀點(diǎn)是在100年前，是德國地球物理學(xué)家阿爾弗雷德·魏格納。

對很多地質(zhì)學(xué)家來說，大陸漂移只是一個(gè)沒有確鑿證據(jù)的奇思異想。

阿爾弗雷德·魏格納注意到：即使被大洋隔開，不同大陸上的動(dòng)植物化石仍有明顯的相似性。這意味著這些化石物種活著的時(shí)候，這些大陸是相連的。

而且，當(dāng)魏格納看地圖時(shí)，發(fā)現(xiàn)南美和非洲就像兩塊巨大的拼圖——它們能拼成一體。這真的是巧合，還是幾百萬年前它們是相連的，只是后來漂移開了？

魏格納理論的精髓是：大陸漂移。但很少有人喜歡它。

事實(shí)上，對當(dāng)時(shí)的很多地質(zhì)學(xué)家來說，大陸漂移就是一個(gè)沒有確鑿證據(jù)的奇思異想。巨大的大陸究竟如何移動(dòng)的呢？

魏格納無法提供令人滿意的解釋。他于1930年去世，但是他的觀點(diǎn)一直存在，20年后即將得到證實(shí)。

揭開這個(gè)理論真相的關(guān)鍵性奧秘，在這些移動(dòng)的大陸上找不到，它們都藏在海底。

巖石的側(cè)向運(yùn)動(dòng)最終可以解釋為什么大陸自己會(huì)移動(dòng)。

瑪麗·薩普和其他一些人最早意識(shí)到：不僅陸地上，海洋里也有山脈和巨大的山谷。早在20世紀(jì)50年代，薩普等人繪制了一個(gè)巨大的水下山脈，寬度只有幾千米卻綿延幾千千米，就在大西洋中心的海底蜿蜒。

相似的山脈也存在于其他海洋的碧波之下，因此被命名為“洋中脊”。這一發(fā)現(xiàn)有助于扭轉(zhuǎn)地球表面如何形成的思潮。

哈雷·赫斯，美國地理學(xué)家，“二戰(zhàn)”潛艇指揮官，他認(rèn)可洋中脊?jié)撛诘闹匾浴?/p>

在戰(zhàn)爭期間，赫斯使用聲吶詳細(xì)地繪制了洋底的一些區(qū)域。他發(fā)現(xiàn)海底地形根本不像多數(shù)地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為的那樣平坦、毫無特色。

洋中脊的發(fā)現(xiàn)符合他正在形成的一個(gè)觀點(diǎn)，即洋底是慢慢不斷更新的。他認(rèn)為熱巖漿沿著洋中脊涌出，然后冷卻成巖石。然后，隨著更多的熱巖漿涌出，冷卻了的巖石就被推到山脊側(cè)翼，為新巖石騰出地方。

這種垂直于洋中脊的巖石的側(cè)向運(yùn)動(dòng)，最終可以解釋大陸自身為什么會(huì)移動(dòng)：沿著洋中脊涌升的巖漿把大陸推開。

他的理論被稱為“海底擴(kuò)張”。一開始其他地質(zhì)學(xué)家仍持懷疑態(tài)度，但是海下的其他特征提供了更多的線索，所以輿論的潮流逐漸支持赫斯的觀點(diǎn)。

這確實(shí)是推動(dòng)大陸的力量的最好證明。

地球上的許多巖石含有磁性礦物。在巖漿凝固成巖石之前，這些礦物可以像微小的指南針一樣旋轉(zhuǎn)，并與地球磁場保持一致。冷卻后，這些“指南針”就被凍住了。

加拿大地質(zhì)學(xué)家勞倫斯·莫利和英國地質(zhì)學(xué)家弗雷德里克·藤和德拉蒙德·馬休斯認(rèn)為，這種校準(zhǔn)過程為海底擴(kuò)張?zhí)峁┝烁嘧C據(jù)。

地球磁場經(jīng)常翻轉(zhuǎn)，這種翻轉(zhuǎn)過程表現(xiàn)在構(gòu)成海底的巖石中。它呈“條紋狀”排列，正常極性和反向極性以長條狀存在，與洋中脊平行。

要解釋這一點(diǎn)，最佳途徑是通過海底擴(kuò)張。

大洋中脊熱熔巖中的磁性礦物與地球磁場一致，然后在熔巖冷卻時(shí)凍結(jié)。巖石形成后，從洋中脊的兩側(cè)向下移動(dòng)，遠(yuǎn)離山脊，它記錄了地球磁場幾千年里的變化。研究這些記錄的學(xué)科被稱為“古磁學(xué)”。

這個(gè)觀點(diǎn)也解釋了為什么山脊兩邊的條紋通常都是彼此的精確鏡像。巖石通常以同樣的速度從大洋中脊向兩側(cè)運(yùn)動(dòng)。

這確實(shí)是推動(dòng)大陸的力量的最佳證明。地質(zhì)學(xué)家現(xiàn)在承認(rèn)，赫斯和他之前的魏格納的設(shè)想是正確的：地球的地形在不斷變化。

“這就像一個(gè)大湯鍋，”蘇珊·霍夫說，她是美國加利福尼亞州地質(zhì)調(diào)查局的地震學(xué)家，“這些板塊就像湯上面的點(diǎn)點(diǎn)湯皮?！?img alt="" src="https://cimg.fx361.com/images/2017/09/06/fdts201709fdts20170914-2-l.jpg" style="">

這些板塊永遠(yuǎn)處于戰(zhàn)爭狀態(tài)，在地球表面爭奪陣地。

地殼和上地幔之間有兩層，即巖石圈和軟流圈。巖石圈是堅(jiān)硬的、地殼較冷的部分，包括板塊本身；在軟流圈有熔化的巖石向巖石圈移動(dòng)，有時(shí)沖破大洋中脊。

腳下的地面不像想象中那么堅(jiān)固，所有這些對流和機(jī)械活動(dòng)都能促使板塊移動(dòng)，它們會(huì)發(fā)生碰撞、滑過另一板塊或分離。一些板塊甚至俯沖到相鄰的板塊下面被埋葬，它們的巖石被“回收”到地球內(nèi)部。

這些板塊永遠(yuǎn)處于戰(zhàn)爭狀態(tài)，在地球表面爭奪陣地。

我們知道板塊一直在移動(dòng)，但是怎樣才能繪制出它們以前所處的位置呢？史考提斯制作了一個(gè)動(dòng)畫，來展示被認(rèn)為是7.5億年前的大陸運(yùn)動(dòng)。

他說：“這有點(diǎn)像CSI（犯罪現(xiàn)場）調(diào)查。”你必須使用所有的證據(jù)來講述這個(gè)故事，因?yàn)闆]有目擊者，沒有攝像機(jī)?！?/p>

盡管面對挑戰(zhàn)，史考提斯仍然說，我們有信心得到7000萬年前的情況。這是因?yàn)槲覀兛梢詼?zhǔn)確地追蹤海底擴(kuò)張的進(jìn)程，從而找出大陸曾經(jīng)的位置。在海底，有不同類型的地質(zhì)記錄，讓我們看到更久遠(yuǎn)的過去。

不僅僅在南美洲發(fā)現(xiàn)中龍化石，在非洲也有。

史考提斯以珊瑚礁古化石為例。三四億年前，現(xiàn)在的北非正越過極地到達(dá)熱帶。

“如果仔細(xì)看，你可以清楚地看到它何時(shí)穿過這個(gè)邊界，由冷的半球到達(dá)暖的半球，”史考提斯說，“所以珊瑚礁首次出現(xiàn)在這個(gè)區(qū)域，并開始在這些碳酸鹽臺(tái)地上生長?！?/p>

事實(shí)上，化石是一個(gè)非常重要的證據(jù)領(lǐng)域。當(dāng)然，最初也是這個(gè)給了魏格納信心。

中龍，與今天的鱷魚沒有什么不同，一種淡水爬行動(dòng)物，長著長而有力的顎，生活在3億至2.7億年前。

奇怪的是，人們不僅在南美洲發(fā)現(xiàn)了中龍化石，而且在非洲也有發(fā)現(xiàn)。它是一種淡水動(dòng)物，永遠(yuǎn)不可能游過大西洋在兩個(gè)大陸上聚居。那么，它的化石為何出現(xiàn)在浩瀚海洋的兩端呢？

答案很簡單：3億年前，沒有大西洋，這兩個(gè)大陸是連在一起的，中龍也從來沒有游過那么遠(yuǎn)的距離。

事實(shí)上，中龍活著時(shí)，它在兩個(gè)大陸的任何兩點(diǎn)之間爬行都是可能的。

在3億年前，古代的磁記錄變得更加零散。

史考提斯推測說，自現(xiàn)在起2.5億年后會(huì)再次出現(xiàn)“終極盤古大陸”，所有的陸地都將連接起來，構(gòu)成超級(jí)盤古大陸。

其他化石分布也記錄了古代盤古大陸的存在，例如水龍獸。這是一種巨大的食草動(dòng)物，在非洲、印度，甚至南極洲都發(fā)現(xiàn)了它的化石遺跡。

比如舌羊齒這種植物，它是木本灌木，高30米。它的化石有助于證實(shí)：在過去某個(gè)時(shí)期，今天所有的大陸是擠在一起的。

舌羊齒的化石已經(jīng)在南美洲、非洲、南極洲，以及印度和澳大利亞發(fā)現(xiàn)。重要的是，這種植物的種子比較重，不可能漂流到或是被風(fēng)吹到其他陸地上。在超級(jí)大陸上，其種子可以通過土地散播，這被認(rèn)為是唯一可信的解釋。

然而，所有這些證據(jù)都有其局限性。3億年前，古老的磁性記錄變得更加零碎，因此很難找到大陸活動(dòng)的確鑿證據(jù)。史考提斯說，在5億年前，化石記錄也不詳細(xì)。

對于預(yù)測未來會(huì)發(fā)生什么，史考提斯認(rèn)為首先要看現(xiàn)在的板塊是如何移動(dòng)的，然后推斷隨著時(shí)間的推移它們會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)。這是預(yù)測的最簡單的方法。但是，他補(bǔ)充說，經(jīng)過幾百萬年的發(fā)展，很難說一些地質(zhì)事件不會(huì)使板塊運(yùn)動(dòng)發(fā)生無法預(yù)測的變化。

板塊構(gòu)造給我們帶來了山谷和巨大山脈，以及地震和大陸邊界。

史考提斯說：“在板塊構(gòu)造中，板塊進(jìn)化緩慢而穩(wěn)定，直到某個(gè)板塊構(gòu)造的災(zāi)難出現(xiàn)。例如大陸碰撞，它會(huì)從根本上改變板塊構(gòu)造體系?！?/p>

至于1億年后大陸將如何分布，現(xiàn)在的各種統(tǒng)計(jì)模型有助于提供一系列的可能性。但迄今，沒有人清楚這些模型有多準(zhǔn)確。

盡管如此，推測是一件有趣的事，它有助于我們更清楚地意識(shí)到地球是一個(gè)活躍的、充滿活力的星球——它的面貌在不斷變化。板塊構(gòu)造帶來了山谷和山脈，以及地震和大陸邊界。關(guān)于它們?nèi)绾芜\(yùn)動(dòng)，還有一些未解之謎。

大陸確實(shí)移動(dòng)了，而且從來沒有停止過。

霍夫指出，我們?nèi)栽谡{(diào)查為什么喜馬拉雅山脈北部的青藏高原海拔那么高。

此外，我們對其他行星的板塊構(gòu)造的認(rèn)識(shí)極其有限。事實(shí)上，我們最近才發(fā)現(xiàn)了一些證據(jù)，證明火星和木星的衛(wèi)星（木衛(wèi)二）上有板塊構(gòu)造活動(dòng)。

霍夫說：“你會(huì)遇到一些有趣的問題。例如，我們生活在一個(gè)構(gòu)造活躍的星球上，這是巧合嗎？或者構(gòu)造活躍對生命的出現(xiàn)很重要嗎？”

現(xiàn)在，謎團(tuán)還不少。但是，板塊構(gòu)造無疑對地球上生命的發(fā)展和散播具有重要意義。我們腳下土地移動(dòng)的秘密，在很大程度上已經(jīng)被揭示出來了——主要是在過去的50年內(nèi)。

很長一段時(shí)間，我們認(rèn)為沒有什么比腳下的地球更穩(wěn)定，但現(xiàn)在我們知道魏格納基本上是對的。大陸確實(shí)移動(dòng)了，而且從來沒有停止過。