魏格纳 大陆漂移说的沉浮

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  1930年11月2日,科学史上的一位巨人——德国伟大的天文学家、气象学家和地球物理学家魏格纳(Alfred Lothar Wegener,1880年-1930年)殉职于冰天雪地的格陵兰。从此,他那睿智的头脑停止了思维,时年50岁。
  像所有卓越的科学家一样,魏格纳以他短暂的一生给我们留下很多东西。大陆漂移说就是那许多财宝中最伟大的丰碑。不幸的是,这一光辉理论在他去世近半个世纪后,才得到了学术界的肯定。大陆漂移说如同一首起伏多变的乐章,几经磨难,才终于以它激昂的旋律,发出铿锵的声响,也拉开了现代地理革命的序幕。
  大胆猜测 惊世骇俗
  1903年,23岁的魏格纳已经成为一名出色的气象学家。他喜爱去海上探险,在探险中渐渐萌生关于大陆漂移的想法。如大家所熟知的那个故事:7年后,魏格纳因病躺在病床上,墙上悬挂的一幅航海图映入他的眼帘。他意外发现,南大西洋两岸的海岸线轮廓极其相似。他忍不住去猜测:非洲大陆和南美大陆最初是不是连在一起的?
  后来,魏格纳又在一本论文集里读到关于巴西和非洲的古生物有联系的文章。他对比了印度、马达加斯加岛和非洲的地层构造,也同样得出某些对应关系。这些“偶然”,像磁石一样吸引着他善于深思的头脑。他坚信,在自然界中,偶然绝不会无端产生。
  于是,魏格纳放弃了研究多年的气象学,选择了一个自己完全不熟悉的新课题——揭开大陆形成和地球演化的奥妙。然而,这个既新又老的科学堡垒,对一个年轻人来说,绝不是轻而易举能够攻克的。
  说它“新”,是因为魏格纳只是一位气象学者,摆在他面前的是一个让他备感生疏的地质学课题。说它“老”,是因为早在两千年前就有人提出“大地犹如在海上漂浮的大木筏”这种说法,但那时的人找不到任何证据。自大西洋被测绘成图以来,关于其两岸轮廓的相似性不断地启发人们产生大陆漂移的想法,然而慑于传统的海陆观念,没有人曾深究下去。因此,要建立大陆漂移说,一洗两百年来古老的地质学理论,除了必要的知识准备外,还必须有冲破传统观念的见识和胆略。
  在这座科学高峰面前,魏格纳拿出了自己的探险精神。他不顾亲朋的劝阻,立志钻研,1912年春,就发表了第一篇研究论文《大陆的生成》,并在同年先后以《从地球物理学的基础上论地壳轮廓的生成》和《大陆的水平移位》为题,作了两次关于漂移说的演讲。但由于他的大陆漂移模式还很不完善,尤其是强大的传统势力的抵制,使它一开始就受到生存考验。对魏格纳的演讲,在当时既有火热的赞许,更有冰冷的嘲讽,它预示着一场漫长的科学论战的序幕已经拉开,魏格纳当然是论战的中心人物。
  1915年,魏格纳又将《海陆的起源》一书公布于世,一举引起整个地质学界的震动。书中系统地阐述了这样的观点:
  陆地岩石由较轻的、刚性的硅铝质组成,漂浮在较重的、粘性的硅镁质大洋壳之上。大约3亿年前,全球大陆是一块连接在一起的原始泛大陆(北部为劳亚古陆,南部为冈瓦纳古陆),后来可能由于潮汐力和地球自转时的离心力影响,到中生代末期(2亿年前),大陆出现裂隙并开始在硅镁层上作向西和离极漂动——美洲西去,大西洋慢慢张开;印度次大陆从南极洲北上与亚洲撞接;亚洲西漂,在东岸留下了大陆碎片,成为今日的岛弧线……一块完整的古陆,逐渐形成现有的“七洲四洋”的格局。
  这是魏格纳在实地考察基础上,综合气象学、地质学、大气物理学、大地测量学、动物学和植物学等多学科研究成果,从而提出的观点。虽然这个认识模式还很简单,对地球的壳层构造概念还显得模糊,然而,魏格纳首次揭开了陆地和洋底的成因性质,提出地壳除了作垂直运动外,还不停地进行宏大的水平移动的猜想。于是,一个完整的大陆漂移假说诞生了。此时,这位年仅35岁的气象学家,又获得了一个新的身份——地球物理学家。
  溯源追委 反遭责难
  《海陆的起源》一书在刚出版时一度风靡全球。虽然世界大战正在进行,还是有不少人专程到德国拜访它的作者。人们对这位敢于越雷池、闯禁区的青年学者深表钦佩。一时间,魏格纳在汉堡附近的简陋小屋,成为当时著名的“朝圣景点”。然而,这也为他带来巨大的压力。
  一方面,在当时的大陆漂移说论证还有很多不足;另一方面,这个革命性的思想,像一把利剑,刺痛了地质学界的“权威”们。按传统观念,海陆的相对位置在地球历史中是固定不变的,地壳运动仅仅是垂直升降。古生物学家们也起来反对,他们用“陆桥”说解释大西洋两岸生物种属相同的事实。
  “陆桥”说认为,在美非两大陆之间,原有许多岛屿,宛如连接两大陆的桥梁,使动植物可以从一个大陆越岛旅行到另一大陆,企图以此说明古生物种类在海洋间的差异和大陆间的相似。
  魏格纳为此提出质问“难道裸子植物的种子会依靠风力而远涉重洋?难道借助一个‘陆桥’就可以进行物种交换?”
  对于寒冷气候的冰川沉积物出现在亚热带地区(如澳洲、印度、南美和南非发现冰川遗迹)的问题,魏格纳同样用大陆漂移说去阐述,认为是大陆曾经相对于它们现在的地理纬度发生过移动所造成的。因为这种看来很反常的现象,气象学是不好解释的,而从大陆漂移的观点看,则是顺理成章的事。这些与地壳固定论直接相悖的观点,更使魏格纳受到他的论敌的攻击。
  为强化自己的观点,魏格纳还试图用一组说明格陵兰岛与西欧相对位置变化的大地测量数据,来论证大陆漂移的事实。然而,适得其反,正是这组在当时条件下难以精确测得的数据,为他招来最多的责难,并使其假说陷于更大的困境。
  《海陆的起源》虽然一度风靡全球,但并没有使魏格纳立即获得相应的学术地位。直到1924年,邻国奥地利格拉茨大学他授予气象学和地球物理学正式教授头衔,这时,他已44岁。然而不久,一场更大的风波又来临了。
  1926年11月,美国石油地质协会专门讨论了魏格纳的大陆漂移说。这是在漂移学说史上一次格调最低沉的会议。若把大陆漂移说比作一首乐章,那么这次会议如同一段悲凉的咏叹调。参会的14名权威地质学家中,只有5人支持,7人坚决反对。反对者不仅把假说讥讽为“积木游戏”,还对出席会议的魏格纳本人进行诽谤和人格上的侮辱。此后,大陆漂移说便被认为是“魏格纳狂想曲”,处于奄奄一息之中。   矢志不渝 以身殉职
  要消除固有的偏见是十分困难的。有的权威们由于魏格纳的论证有不足,就全盘否定漂移说,有的甚至不为自己的理由提出任何说明就断然否定,还有一些浅薄之人竟因魏格纳原是气象学家,就把他提出的假说称作是外行的“旁门左道”。
  然而,作为一名严谨的科学家,魏格纳真正苦恼的还是,大陆漂移说对很多需要说明的问题缺乏应有的证据。例如,他不能对地球的深层地震作出合理解释:既然硅镁质构成的洋底是粘性可塑的,为什么还有深层断裂发生?既然大陆是由刚性岩石组成,为什么当美洲陆地与太平洋洋底撞击时,发生褶皱的是大陆边缘而不是洋底?
  然而,由于历史条件的限制,魏格纳在当时还不可能对大陆漂移的机制作出准确判断。在魏格纳的时代,人类对地球的了解还只限于大陆的浅层,对其深部(包括深海底)基本是一无所知的。因此,尽管他大胆地假设陆块漂移在流动的层面上,犹如舟行碧波之中,却无法证明那股巨大水平力的来龙去脉。他试图用地球自转的离心力和月球公转的潮汐力去解释,但是就连他自己也无法得出确切、肯定的结论。
  后来随着地球物理学的发展,上述两种力已被证明不能引起大陆漂移。面对这个当时无法解释的地质学现象,魏格纳曾发出这样的喟叹:“漂移理论中的牛顿还没有出现。”
  今天我们已经认识到,并不是硅铝层漂浮在硅镁层之上,而是包括硅铝层、硅镁层和地幔上部在内的整个岩圈(地壳),在位于其下的地幔软流圈上运动,才引起大陆的水平移动。显然,地球陆块这种宏大漂动的力源,主要不是来自地球外部,而应该来自地球内部。但是,更具有精确性的论证,至今仍在探索之中。而当年的魏格纳却为了冲出这一阻滞科学激流前进的峡谷,付出了巨大的代价。他一面坚持不懈地修改《海陆的起源》一书(逝世前一年出版了它的第四次修订稿),一面不断地进行科学考察。
  1930年,为了重复测量格陵兰的经度,以便进一步论证大陆漂移,魏格纳第四次奔赴人迹罕至的冰原。他把20名队员分成三组,分别对岛的东部、中部和西部进行考察。两名探险队员被留在格陵兰中部的临时基地作极夜观测,但是,暴风雪一再耽搁为他们运送给养的日期。9月21日,魏格纳不顾一切,冒着零下65℃的酷寒,乘雪橇由海岸基地向海拔3000米高的中部进发,艰难跋涉400公里,终于到达基地。可是,就在他启程回返的途中,不幸的事情发生了——11月2日,他遭到暴风雪的袭击,倒在茫茫的雪原上,失去了踪迹。直到第二年4月人们才发现他的尸体。他已经冻得像石头一样与冰河浑然一体了。
  魏格纳一生曾四次去极地探险考察,在他第二次来到这里时,就深深领略过格陵兰的酷寒,挨过长达三个月的黑暗,还曾折断过一根肋骨。
  最后一次探险时,魏格纳在写给好友乔治的信中说:“无论发生什么事,必须首先考虑不要让事业受到损失。这是我们神圣的职责。是它把我们结合在一起,在任何情况下都必须继续下去,哪怕是要付出最大的牺牲。这就是我在探险时的‘宗教信仰’。”
  生命短暂 是非常在
  爱因斯坦有句充满哲理的话:“科学的任务就是拆除那些常常阻碍科学向前发展的矛盾墙。”大陆漂移说的建立,说明魏格纳是个优秀的“拆墙工”。他勇敢地冲击了传统学派的壁垒,动摇了海陆永恒的自然观。如果说查理斯·莱尔“第一次把理性带进了地质学”,建立了完整的地质学体系,魏格纳创立的大陆漂移说,则第二次揭开地质学革命的帷幕。
  然而,地球科学的这场革命是何等地艰难曲折。魏格纳逝世后,漂移说也随之衰落了,从此尘封30多年无人问津。地壳固定论被作为真理长期坚持,漂移说却被当成谬误而遭到抛弃。
  幸运的是,20世纪50年代古地磁学的崛起,让濒临绝境的大陆漂移说再度复兴。众多古地磁资料有力的说明大陆漂移的事实,而科学家们又成功完成了大西洋两缘大陆轮廓的电子计算机拼合,为验证漂移说提供了形象的证据。到了60年代,海底扩张说的出现,又为大陆漂移的机制,找出了进一步的合乎逻辑的答案。大陆活动论开始取代固定论。而魏格纳——这位大陆漂移理论的先躯,也被誉为“地质学的哥白尼”而名垂千古。
  “真正的知识不是出自权威,更不是来源于对教条的盲目崇拜。”魏格纳不惧强大习俗力量和顽固的传统观念的围剿,勇于探索,才终能“独上高楼”,提出开创性的大陆漂移理论。他和他的学说虽然长期含冤,但真理,终究是会闪光的。
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