5、地质学观念的新趋势

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在最近几十年里,地质学的观念发生了很大的变化,所涉及的面极广,与《创世记》洪水的灾难特别吻合。

1.板块构造地质学

  板块构造地质学的基本观念十分简单:大陆和海床一直在地球表面移动,受地球表面的物质陷入较深的部分或地球内部的物质涌出地表的现象所支配。这个观念的内涵非常广泛,故要么可能被基本接受,要么可能被完全拒绝。在上世纪初人们曾对这个观念进行探讨,但直到六十年代才得到广泛接受。许多不接受这一新观念的地质学家受到了严厉的批评。

  凡仔细观察大陆形状的人都会注意到南北美洲的东岸和欧洲和非洲西岸的大致吻合。板块构造地质学,特别是这里的大陆漂移说,认为在二叠纪时期这些大陆是合在一起的,之间没有大西洋相隔。它们是后来才分开的。

  为了更好地理解所涉及的过程,我们必须考虑到地表构成的细节。

  从全球的范围来看,岩石并像我们所想象的那么坚硬。问题主要在于其程度。如在轮胎上爬行的跳蚤可能认为轮胎是十分坚硬的,但我们却知道它是有弹性的。地球似乎是一个较软的塑料,而不是坚硬的固体。大部分人都熟悉潮汛。它是由月亮和太阳的引力引起的。“坚硬的”地土对于日月的引力也有反应,只不过程度要小得多。地震也说明地球并不那么坚硬。当我们研究地球表层的剖面(见图2时,会发现大陆下面的地壳是由花岗岩构成的,海洋下面的地壳则是由致密的玄武岩构成的(见本文第四部分2)。一薄层沉积岩覆盖了大陆和海洋的大部分地区。大陆花岗岩的密度(2.7)比海床的玄武岩(3.0)或下面岩石圈的密度(约为3.3)要小。因此,大陆花岗岩实质上是“漂浮”在密度更大的下层岩石之上,如同木头漂浮在水面上一样。

  2:地球表层剖面(依据板块构造地质学,狄威和伯德1970年修订)

 

 

  板块构造地质学把地球表面分为两大层。外部的岩石圈较坚硬,由地壳和大约100公里62英里)的上层地幔所构成。下面是较软的软流圈。它也是地幔的一部分。该学说认为在某些地区,如南美西岸,岩石圈陷入地幔。在其他地区,如中大西洋海脊,软流圈变成了岩石圈。随着地球上各长条地区,如上述两处海床的产生和合并,大陆在其上自动漂移。根据板块构造地质学理论,大陆在二叠纪是合在一起的,后来分开并改变了外形和大小(霍雷和兰迪,1969年;帕尔摩,1974年)。但并没有明确的结论(狄威和斯帕尔,1975年)。列·皮昌等(1973年)曾全面阐述了板块构造学的观念。

  有利于板块构造学的证据有:(1)一些大陆假如摆在一起时的彼此吻合。(2)南美和非洲的沉积岩的之间独特相符性。(3)海脊两侧地壳磁场反向的对称性,说明玄武岩在这些海脊中凸出来,然后吸收了占优势的磁极性向两侧展开。(4)深层地震的中心集中在深至700公里(400英里)处。那里大致是岩石圈进入地内的地方。相比之下,大西洋中部海脊等处深度为20公里(12英里)的表层地震大致是岩石圈形成的地方。迦斯等在1972年归纳了有利于板块构造学的证据。

  不利于板块构造学的证据有:(1)有些大陆板块之间的不够吻合,例如为了使南北美洲与欧洲和非洲拼合,就得忽略中美洲。 (2)板块运动的机理尚无令人满意的解释。(3)一大批古生物学和古气候学的资料表明大陆从未移动过。卡勒于1974年编集了不利于板块构造学的证据。

  大多数地质学家都接受板块构造地质学的观念。这个学说是上世纪地质学观念最重大的变化,引发了许多地质学观点的改动。虽然许多问题尚有待解决,但由于该观念已被广泛接受,我们可以设想它在今后的许多年内还会继续影响地质学的观念。只有时间能说明这个理论是永远有效的,还是仅为一个过度性的观念。虽然有利于这个观念的资料十分令人信服,但也需要谨慎。来自海床的新资料“虽能说明问题,但也令人困惑”(卡尼普斯,1977年)。板块构造地质学的许多有趣特征与《创世记》的洪水吻合。正如迪金逊(1974年)所指出的,岩石圈的水平移动一定伴随着重大的垂直运动。大多数洪水的观念都赞同这种运动(见本文第六部分第2点)。大陆的分离属于《创世记》洪水中所发生的重大变化之一。板块构造地质学所认定不甚坚硬的地球使在洪水中发生的重大改变更加令人信服。

2.均变论的衰落

  均变论有多种定义(见本文第二部分1)。总的来说,它是指用现在的事件来解释过去的事件。从其最严格的历史定义来说,它是指用现在地质过程的速度来解释过去的变化。这个理论与灾变论正好相反。灾变论认为过去发生过的灾难比现在所观察到的规模要大得多。《创世记》所描述的洪水就是一个主要的例子。灾变论过去一直被现代地质学家所屏弃。他们把均变论当作一种“宗教信条”(胡维卡斯,1970年)。胡维卡斯完整地阐述了这场争论所涉及的各个问题。

  在过去的几十年里,均变论的观念经历了重新定义和衰落的过程。人们不再完全回避灾难的话题了。重新定义的均变论允许过去与现在有所不同。均变论的观念正用于科学的定律之中,而不再专指地质过程了(古尔德,1965年)。因此它正在失去其在地质学上的重要性。《均变论──危险的信条》(克利宁,1956年)和《现在是现在的钥匙》(瓦伦丁,1966年)等文证明了这种趋势。质疑均变论的基本问题是:为什么过去的变化速率一定要与现在的一样?速率难道不会发生变化吗?过去不是与现在明显不同吗?详见辛普森(1963年)和基特斯(1963年)的论述。

  伴随着近年来经典均变论的衰落是灾变论的崛起。例如布伦纳与戴维斯(1973年著)说:

  总的来说,对于古代环境中沉积物的分析否定了认为沉积层的形成和分布的源于一般过程运作的流行观点。我们认为,一旦我们对于现代和古代的大陆架沉积层的研究为识别风暴沉积层提供了明确的准则,此类沉积层将在许多类似的地质环境中大量发现。

  阿吉尔(1973年,第49页)也表达了同样的观点:飓风,洪水或海啸在一小时或一天内所完成的,可以超过自然普通过程一千年所成就的。

  上世纪沉积岩认识中最重要的变化就是浊流沉积的观念。这个观念也反映向灾变论靠拢的趋势。浊积物对于研究洪水具有特殊的意义,因为它们数量大,速度快,且发生在水底下。我们可以用一个现代的例子来说明。

  19291118,在新英格兰海岸和加拿大的沿海省份发生了一次地震,称为海岸大地震,导致了大陆架边缘的大片沉积物陷入海洋中。它也使其他构成松软泥土的沉积物从从大陆滑入北大西洋的深处,最后铺展在海坡脚下的海底平原上,共移动了700多公里。有人可能认为在海中漂流的松软泥土很快会融入海水而被分解掉。但事实并非如此。松软泥土的密度要比纯海水大,因为它是由水和大量的岩石,沙土,淤泥以及黏土颗粒混合而成的。这个泥流在较轻的海水下面就像水在空气下面流动。只有一小部分泥与上面的水混合。这种水下的泥流被称为浑浊流。当它停下来沉积成新的泥层时,就被称为浊流层。

  这场地震对于科学而言是好事,但对于商业电报业却是灾难。大西洋海底十二条在海岸浊流附近的电缆在这场灾难中遭到破坏,有两三处被毁。电讯的中断准确地表明了每一根电缆开始断裂的时间。其地点通过电阻和电容的测量予以确定。大陆斜坡上端靠近地震中心的电缆几乎马上就断了,可能是因沉积物的塌陷造成的。而较远的电缆则随着浊流的推移而逐一断裂。其移动的速度有时达每小时100多公里。最后断裂的电缆是在650多公里以外,时间是地震发生后13个小时多一点(希曾和尤因,1952年)。据估计,这次浊流所产生的浊流层覆盖了十万多平方公里,平均厚度将近一米。其体积足以装满20排并列在赤道绕地球航行的油轮(库恩,1966年)。

  如此大面积的沉淀物这么快地沉积下来似乎是很不寻常的,但它却是一个普遍的现象。在亚利桑纳州的米德湖中,有大量的沉积物聚积在湖东端科罗拉多河的入口处。有时一次类似的浊流会把这些沉积物送到大约150多公里以外的湖的另一端。在这种情况下,移动的速度似乎很慢,需要好几天时间。在瑞士的湖中也发现过浊流层。1954年,一次地震所引发的浊流破坏了许多电缆。这次浊流源于阿尔及利亚海岸,流入了地中海。在南大西洋的海底,发现了一个浊流层。里面有几层厚达数厘米的植物层。其源头在1,450公里以外的亚马逊河。这说明浊流可以漂移很远的距离(巴德等,1970年)。希曾和尤因(1952年)认为浊流在北大西洋可以漂移1,600公里

  浊流层具有某些特征,如正常的分层(沉积层中的颗粒从粗到细由下而上逐层排列),颗粒的方向性以及特殊的接触和内部的特征等。正因为如此,它们可以在地壳的古老沉积岩中辨认出来。我们可以设想,像《创世记》所描绘的洪水那样全球性灾难中肯定会有大量的浊流产生。事实确是如此。它们在海洋浅处和大片大陆地区沉积岩中广泛大量的分布更提高了这种灾难的可信度。单单一个浊流层可能就有20厚。它是由一次快速移动的浊流所形成的(阿戈尔,1973年,第35页)。产生一些较大浊流层的泥流量约为100立方公里(沃克,1973年)。

  成千上万彼此重叠的岩层,原先被人们解释为是在浅水区缓慢沉积而成的。但自从浑浊流的观念问世数十年以来,这种现象就被解释为快速浊流的结果(沃克,1973年)。即使是在某些浊流层中存在着沉积岩,有时也被解释为浊流快速沉积所致(鲁普克,1969年,SEPM1973年)。

  科学的证据表明,历史中某些事件发生的速度可能要比原来所认为的快得多。可以设想,这是因洪水这样的灾难所造成的。然而均变论的观点不会很快被人们放弃。尽管近年来发生了激烈的争论(瓦伦廷,1973年),它仍被许多学者视为地质学的基本原则之一。现代的趋势导致对该理论的重新定义,降低了其在地质学中的重要性。

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蔡有才