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第九講 傳輸巨帶(板塊構造)
更新時間: 2018-10-21

板塊構造學說(即新全球構造學說)是描述地球上層大尺度水平運動特性問題的。其基本內容是,地球上層(即巖石層,包括地殼和上地幔約100km厚,而且強度較大的地層)并不是整塊,而是被一些如海嶺、島弧、水平大斷層等活動構造所割裂,形成若干有限個單元,稱之為板塊。板塊不是靜止不動的。它們在地幔物質的對流帶動下,由海嶺向兩旁擴張;在島弧區域或大陸邊緣沉入地下,通過軟流層完成對流循環。這種過程像是傳輸帶,載著大陸,以每年1~4cm的速度緩慢運動。我們人類就生活在這個永不停息的傳輸巨帶上。

這個學說是在魏格納1912年提出的大陸漂移假說基礎上,經過海底擴張的研究發展而來。傅承義把“大陸漂移-海底擴張-板塊構造”,稱為人類對地球上層運動認識的三部曲。威爾遜則把板塊構造學說的提出,稱為“地球科學的一場革命”。板塊構造學說是地球科學許多研究領域共同綜合研究的結果。其中,地球物理學發揮了重要作用。

在地震學方面,在島弧地區,經測定,淺震和深震可聯成一體,形成一個連續的、傾角約45°的震源帶。在海嶺地區,經測定,地震的力學機制呈張性,具正斷層特征。這為板塊在海嶺地區產生并開始平移提供依據。

在地磁學方面,主要是海洋磁異常呈明顯的規律性,即沿海嶺方向呈對稱的條帶狀分布,且磁場交替發生變動。這一現象可解釋為熔化的巖石從海嶺中央涌出,在這里冷卻,并按當時的磁場方向磁化。由于新熔巖在海嶺處不斷產生,已冷卻并被磁化的老巖石被推向兩旁,因而出現這樣磁場交替的條帶狀分布。顯然,這即是磁極變化的記錄,也是巖層水平運動的證據。

在地熱學方面,經測定,得出海嶺處熱流值高,而海溝處熱流值低,并且大陸熱流隨地質年齡的增大而減少。這種熱流隨空間和時間變化的現象,同樣為板塊構造及其運動提供有力支持。

總之,板塊構造學說為地球上層運動提供了一幅清晰圖像,解決了地球構造的運動學問題。約兩億年時間海底更新一次。是什么力量驅動板塊運動呢?這是地球內部動力學問題。而地幔對流理論,是目前討論最多、公認為可能性最大的一種解釋。當然,它還存在能量來源和對流模式等尚待解決的問題。


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