板块构造学说

板块构造学说,第1张

板块构造学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的。根据这一新学说,地球表面覆盖着不变形且坚固的板块( 岩石圈 ),这些板块确实在以每年1厘米到10厘米的速度在移动。

由于地球表面积是有限的,地球板块分类为三种状态:其一为彼此接近的汇聚型 板块边界 其二为彼此远离的分离型板块 边界 其三为彼此交错的转换型板块边界。板块本身是不会变形的,地球表面活动便都在这三种状态下集中发生。

1910年,德国气象学家 魏格纳 ( Alfred Lothar Wegener ,1880-1930)偶然发现大西洋两岸的轮廓极为相似。1912年德国气象学家兼地质学家 魏格纳 ( A. Wegner )最先提出 大陆漂移说 。他认为在前寒武纪时,地球上存在一块统一的大陆:泛大陆。以后经过分合过程,到中生代早期,联合古陆再次分裂为南北两大古陆,北为劳亚古陆(Laurasia),南为冈瓦那古陆(Gondwanaland)。

全球的岩石圈分为 亚欧板块(又译“欧亚板块”) [1] 、非洲板块、美洲板块、太平洋板块、印度洋板块和南极洲板块 ,共六大板块。其中太平洋板块几乎完全是在海洋,其余五大板块都包括有大块陆地和大面积海洋。

该学说成功解释了许多 地理现象 ,如大西洋两岸的轮廓问题;非洲与南美洲发现相同的 古生物化石 及现代生物的亲缘问题;南极洲、非洲、澳大利亚发现相同的冰碛物;南极洲发现温暖条件下形成的煤层等等。但它有一个致命弱点:动力。根据魏格纳的说法,当时的物理学家立刻开始计算,利用大陆的体积、密度计算陆地的质量。再根据硅铝质岩石(花岗岩层)与硅镁质岩石(玄武岩层)摩擦力的状况,算出要让大陆运动,需要多么大的力量。物理学家发现,日月引力和 潮汐力 实在是太小了,根本无法推动广袤的大陆。因此,大陆漂移学说在兴盛了十几年后就逐渐销声匿迹了。

什么力量驱使板块进行运动,按照 赫斯 的 海底扩张 说来解释,认为大洋中脊是地幔对流上升的地方,地幔物质不断从这里涌出,冷却固结成新的 大洋地壳 ,以后涌出的热流又把先前形成的大洋壳向外推移,自中脊向两旁每年以0.5 5厘米的速度扩展,不断为大洋壳增添新的条带。因此, 洋底岩石 的年龄是离中脊愈远而愈古老。当移动的大洋壳遇到大陆壳时,就俯冲钻入地幔之中,在俯冲地带,由于拖曳作用形成深海沟。大洋壳被挤压弯曲超过一定限度就会发生一次断裂,产生一次地震,最后大洋壳被挤到700公里以下,为处于高温溶融状态的地幔物质所吸收同化。向上仰冲的大陆壳边缘,被挤压隆起成岛弧或山脉,它们一般与海沟伴生。太平洋周围分布的岛屿、海沟、大陆边缘山脉和 火山 、地震就是这样形成的。所以, 海洋地壳 是由大洋中脊处诞生,到 海沟岛弧 带消失,这样不断更新,大约2 3亿年就全部更新一次。

板块构造学说是当代最有影响的全球构造理论,它归纳了大陆漂移学说和海底扩张学说所取得的重要成果,其基本思想是:地球上部的刚性岩石圈在下垫的塑性软流层上做大规模漂浮;刚性的岩石圈又分为若干大小不一的板块;板块内部是相对稳定的,而边缘则是强烈的构造活动地带;板块之间的相互作用从根本上控制着各种地质作用的过程,同时也决定了全球岩石圈运动和演化的基本格局。

板块构造学说把地球分成了6大板块:太平洋板块、欧亚板块、非洲板块、美洲板块、南极洲板块和印度—澳大利亚板块。此后,在上述六大板块的基础上,人们将原来的美洲板块进一步划分为南美板块、北美板块及两者之间的加勒比板块;在原来的太平洋板块西侧划分出菲律宾板块;在非洲板块东北部划分出阿拉伯板块;在东太平洋中隆以东与秘鲁—智利海沟及中美洲之间(原属南极洲板块)划分出纳兹卡板块和可可板块。

板块运动机制是引起板块运动的原因,但这一机制始终是尚未解决的难题。一般认为,板块运动的驱动力来自地球内部,可能由地幔中的物质对流引起。新生的洋壳不断离开大洋中脊向两侧扩张,在海沟处,大部分洋壳变冷变致密,沿板块俯冲带潜没于地幔之中。但由于地幔对流学说仍存在许多无法说明的疑问,因此有些人不赞成将地幔对流当做板块运动的驱动机制。总体而言,板块构造学深刻地解释了地震、火山、地磁、岩浆活动、造山运动等地质作用和现象,阐明了全球性的大洋中脊、裂谷系、大陆漂移、洋壳起源等重大问题,更新了地质学中的许多概念,是地球科学领域中的一场革命。

位于中国西南边界处、青藏高原南部边缘的喜马拉雅山脉是现在世界上最高的山脉,其平均海拔高度超过6000米,且每年仍在以几至十几毫米的速度上升着。其主峰珠穆朗玛峰位于中国和尼泊尔两国边界上,根据2005年5月测量的最新数据,海拔高度为8844.43米。

中国有个成语叫“沧海桑田”,它反映了地球表面形态发生的巨大变化,反映了海洋和陆地这两种状态之间的相互转换,而这种变化在喜马拉雅山脉地区就表现得非常典型。

按照板块构造学说的理论,喜马拉雅山脉的形成是板块之间碰撞、挤压的结果。远古时代,青藏高原地区曾经被浩瀚的古地中海所覆盖。在地质历史年代的第三纪早期(距今约7000万年前),南方来的印度洋板块向北,与我们所在的亚欧板块相撞,碰到了一起。两者的相互挤压,使这里的地壳开始向上抬升,海水逐渐向西退去。海洋逐渐消失,陆地逐渐形成。岁月如梭,两个板块的相互挤压和碰撞虽然缓慢,但却持续不断地进行着。

到了第三纪晚期(距今约300万年前),发生了地质历史上的一次较大规模的地壳运动,叫做喜马拉雅运动。印度洋板块从雅鲁藏布江一线附近处向亚欧板块下俯冲。在此过程中,强大的挤压作用使亚欧板块一侧发生较大面积的整体抬升,大致就形成了今天我们所看到的“世界屋脊”——青藏高原。高原上部的岩层在挤压力的作用下,弯曲、重叠,向上隆起,形成了高大的喜马拉雅山脉及其他高原上众多的山脉。

1964年,我国的登山队员在喜马拉雅山脉希夏邦马峰山麓海拔4300米的地方,发现了身长超过10米,世界上最大的鱼龙化石。这证明今天白雪皑皑、雄伟多姿的喜马拉雅山一带,曾经是东西横亘、波涛万顷的古地中海的一部分。

有科学事实证明,喜马拉雅山从一片汪洋横空出世以后,一直在不断地上升,然而成为今天的世界屋脊却是在最近1万~2万年地壳运动的结果。科学家认为这里的上升速度是1亿年以来为0.04厘米/年,50万年以来为0.2厘米/年,10万年以来为1~1.5厘米/年,7000年以来达到4~7厘米/年。有人根据印度板块的漂移速度计算出喜马拉雅山目前正在以1~2厘米/年的速度上升着。建国后,我国测量工作者在西藏高原东部进行过重复水准测量,测得那里的上升速度为0.5~1厘米/年。科学家们断定,只要印度板的向北漂移俯冲运动不停止,喜马拉雅山的这种上升运动亦不会止息。

板块构造学说的主要内容:

(1)板块:全球岩石圈不是整体一块,被一些断裂构造带(海岭、海沟)分为六大板块:(图写名称)亚欧、非洲、美洲、太平洋、印度洋和南极洲板块。大板块又可以划分为若干小板块。

(2)板块处于不断运动之中。板块内部地壳比较稳定,两个板块之间的交界处,是地壳比较活动的地带,多火山、地震、矿产分布。

(3)板块边界与地貌若大陆板块(如亚欧板块)与大洋板块(太平洋板块)碰撞,大洋板块向下俯冲。

由于拖拽,常有地震发生,在地形上则形成海沟、岛弧或海岸山脉;若大陆板块(如亚欧板块)与大陆板块(如印度洋板块)相撞,则形成高大的山脉(如喜马拉雅山脉)在板块张裂处,常形成裂谷(如东非大裂谷)或海洋(如红海、大西洋)。

(4)板块学说的应用解释地世界火山和地震带的形成、矿产的分布和各地貌的形成等。

大陆漂移学说

1912年,德国气象学家A.魏格纳(1880—1930)在总结前人有关大陆漂移概念的基础上,提出一种大地构造假说——大陆漂移说,引起全世界科学界的重视。

魏格纳认为:在3亿年前的古生代后期,地球上所有的大陆和岛屿是连在一起的,构成一个庞大的联合古陆,称为泛大陆(Pangea);周围的海洋称为泛大洋(Panthalassa)。

从中生代开始,这个泛大陆逐渐分裂、漂移,一直漂移到现在的位置。大西洋、印度洋、北冰洋是在大陆漂移过程中出现的,太平洋是泛大洋的残余。


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