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第7章 地质变迁(3)

但是,南北美洲的山脉形成就根本不同了。南美洲的安第斯山脉和北美洲的落基山脉,都是被月球向前运动推拥岩浆集成的,月球在其向东运动过程中除了造成这样特殊典型的山脉之外,也还留下了世界上最大的推拥峡谷,如美国科罗拉多大峡谷,至今遗留下长达数百千米的谷沟。与此相反,观察一下非洲,同样可以发现它的东部也有着南北伸延着的大高原,如埃塞俄比亚高原、东非高原等,平均高达2500~3000米,个别山峰达4600米,乞力马扎罗山高达5895米。

这些非洲山脉以东的高原是怎样形成的呢?新说认为,当时地壳中有相当一部分岩浆,由于被来自于东部太平洋地区——月球扩张压力的排挤,从而使非洲东部也涌进了大量岩浆,最后就堆积构成了较大的东非高原和南北山脉。

地球上个别地区确实也有一些倾斜的山脉和断层以及更小范围内的褶皱类型山脉,这些可能都是后来基于地壳进一步收缩、冷却、挤压或从内部涌起的新岩浆造成的,例如:海洋内的一些山脉,有时在它拥起喷发后就可能构成一个个小山脉,或突出海面形成一个新的小岛。当然具体情况应具体分析,不能一概而论。

有的人也许会问,海底厚度仅有5000~6000千米,有些地方甚至更薄,为什么不发生挤压性的褶皱和挠曲却能做刚体运动?相反厚达近万米的大陆壳上边,如原苏联境内的褶皱山高加索山脉,反而能形成褶皱呢?这一方面是由于高加索山脉可能是历史上在欧亚大陆块从地槽上升时上下错动拥挤的边缘,所以很可能形成褶皱山脉。另一方面,海洋里有相当部分岩层是后期流溢出来的岩浆凝固的,所以尽管薄但它必定也是平坦光滑的,因而它的山脉也特别,只有一些典型特大的山脉系统是例外,而且有的是新近形成的,也有很多是月球推拥和早期奠定下来的基础遗迹反映,基于形成时代不同、条件各异,所以通观地球表面才会出现各种特殊情况,造成各种特殊山系。

综合上述,山脉形成的历史条件不同,因此山的特色表现也就必然各异了。

例如:在太平洋和夏威夷群岛上的奇拉维亚火山,就总是在熊熊不断地燃烧,并流出大量的火热岩浆,千百年来也从不间歇。这一事实说明,地球内部至今还与它相通,它的涌起可能与历史上小行星撞入有关,因此它有着难以穷尽的新能源。而位于意大利的维苏维火山却只能喷发一会儿。蒙古高原上的火山,非洲的乞力马扎罗山,却大睡起来了。这些山脉的活动和形成的地壳破裂后与地球内部影响有关。换言之,“死火山”底下一般都是因为覆着大面积的、比较厚实的古地壳。这古地壳挡住了地热岩浆和热气压力的供应,使这些山脉无力活动了。所以人们看到世界上其他仍活动着的“活火山”,大都分布在太平洋沿岸,另一些则集中在地中海和非洲东部,这一切都不是偶然的。丁侯歇尔爵士在调查后说道:“我们知道在过去150年中喷发过的255个大火山中,只有一个是距离海洋250英里以上”。即指波斯的第马温得山,也还是在世界最大的内海——黑海的边缘。

再如南大西洋和南美洲东部,尽管西部经常发生地震,但东部由于被原始古地壳挂住了,所以那里只有极少的地震和火山喷发。

由于地质历史上各种陆块包括散碎块体沉浮时间不同,在其塑性地质边缘拱起时,很可能在它的周围挤压成褶皱山脉。

例如:像我国境内西南部川藏一带褶皱山脉,很可能就是这样形成的。所以这种山脉可以是东西走向也可以是南北走向,它们与地球自转关系不大。喜马拉雅山脉一部分也属于典型的褶皱山脉,特别是西伯利亚大陆块与印度地块夹钳式的挤压拱抬作用,可能为它褶皱提供了巨大力量,所以喜马拉雅山脉才能呈现出极高的雄姿。

只有一些极小的特殊形式的山脉,如某些历史上或后来因某种地质又翘立起来的花岗岩形成的山脉个体,由于风化作用被修饰成奇形怪状的花岗岩山,像我国著名的黄山、华山等。

海洋中的山脉又是怎样形成的呢?

一般来讲海底山脉同样是由于海底岩浆上涨或喷射后的火山构成的,当然也有一些特殊原因造成的。

19世纪中期敷设横穿大西洋海底电缆时,就已发现,那里地形很高,看去好像是鱼脊梁骨,这就是所谓大西洋底的中央海岭山脉。它北起北极海,经过大西洋底中间、非洲南部好望角而伸到印度洋。它的海岭中央达3000米,宽超过2000千米,占了大西洋的1/3的面积,其规模超过了阿尔卑斯与喜马拉雅山山脉。关于这种山脉与上述山脉形成又根本不同,可以认为这个巨大山脉的形成是由于受南北美洲历史上大陆的东移运动与非洲陆块相挤造成的。

至于中央海岭山出现的破碎带,很可能是由于最初地壳破裂,南北美洲向东拥挤,大西洋中间拥成了一个圆滑的曲线型突出的岭脊,后来经过了若干万年,由于太平洋海底继续膨胀扩张,使南北美洲与非洲中间的挤力加大,以致使已经早期凝固的圆滑凸岭发生了新的相反错动,从而导致中央海岭的破碎。以上就是各种陆地与海洋中山脉形成的一般过程。

地震的形成与分布

我国是世界文明古国之一。早在公元前1831年《竹书记后》中就有关于地震的记载,公元前780年周幽王二年还曾记下了当时陕西的一次大地震,详细地叙述了地震造成河流堵塞,山崩地裂,山岭塌陷成了谷地,深谷上升为高陵等情景。

在公元138年我国东汉时期杰出科学家张衡制成地动仪,成功地测出了千里之外的大地震。地震究竟是怎样形成的呢?

以前一些地震学家认为,地震是由于地球自转速度改变了地球内部物质的运动和变化,从而使地壳岩层受到了一种巨大的推动力,造成了有的水平岩层倾斜,有的竖立起来,有的褶皱变形,特别是当某处岩石形变超过它能承受的最大限度时,一些地段构造薄弱的层带,就会发生突然性的断裂和错动,致使地球的内部能量激烈地释放出来,这时就形成了巨大的地震现象。

从科学的角度分析,把类似这种可能归为地震原始理由显然是不够充分的。因为地球最外边的一层地壳是一层很厚而坚硬的花岗岩和玄武岩所组成,当它们逐渐冷缩时,实际上只能是加固地壳的稳定,所以地震的原因,不能凭主观设想,认为是地壳因为受到地球自转离心力造成的破裂或震动。

还有一种观点从诱导角度出发认为,地震的基因取决于太阳、月球以及行星的引力聚合。直到最近有的科学家还认为,9大行星趋于一线时,可能诱导出巨大的地震。但有人经过计算后说:“全部行星的引潮力,还不到太阳的1/20000,太阳起潮力也只有月球的45%。”可见行星起潮力作用微乎其微,是不可能导致地震的。而且据历史记载来看,行星一线起潮的年代地震的“数量记录”并不比平时高,另外有人发现,磁暴现象、海潮的进退以及水库蓄水的前后均可构成地震诱因。

现在还有一些学者认为,基于地幔下层的对流或地下断层的滑移等原因也可导致地震。一般来讲导致地震的原因,无疑是地壳地层中受到了一定的力促成的,例如目前最重要的一个事实是,当地层某一部分来自地球内部深处聚积的能量增大时,地面上就会发生弯曲,尤其当地热力积累超过地壳地层粘度时,地层就会迅速破裂,这样就会发生所谓的构造性地震。

而关于地热膨胀导致地震现象,在我国早就被人们在生活实践中发现了。很久以前,我国就有人发现,梨树在一年内竟开了两次花,这一年就发生了破坏性很大的地震。

人们推测,一定是地震前,地球内部升起了很大的一股热脉冲,这种热脉冲可能使地温升高到春暖一样的效果,从而才导致了梨花的再次盛开。近来又有报道,新西兰在1次7级地震前就发现膨胀区域达到了300平方千米,这一事实同样雄辩地又为大规模“地热膨胀”导致地震发生提供了新的证据。

由此可见地震的原因不是地球转动离心力造成的,也不是太阳和外星聚合力造成的,而是受某处某种热力聚合变迁造成的。

那么导致最初形成这种膨胀的条件又是如何引起的呢?新说认为:这种膨胀最初是由于地壳在辐射失去热量的过程中,地壳地层进一步收缩,收缩的压力使地层内发生挤动,部分液体气体流动到相对温度较高、地层松软脆弱的地方,加之受到内部放射性原子裂变的增温,从而更加使一些物质加速气化,相应增大了向地壳外部蠕动的压力,这样一旦有机会冲出薄弱的地层,就必然导致火山式的爆发或强烈的地震。据说有人考察过冰岛,在其南部中央地堑中确实发现有很多大大小小的火山锥,都是沿着裂缝空隙排列成行,绵延近万米,这显然是地热不断外溢喷发中的最有力证据之一。

另一方面还可以推想,由于地壳在冷却收缩过程中,基于构成地质地壳各部地域各种成分的收缩系数不同,从而地层岩石密度就会发生新的变化和错动,甚至出现裂缝,这就使得各个地区所承受的压力出现了新的不平衡,为新地震创造了条件,尤其当地层衔接不足以克服地下层来的热脉冲时,均衡失调的地区就必然会发生破裂,从而形成大地震。所以地震运动规模和重复性的出现,严格地来讲,它并没有什么固定的周期性。

那么大陆上与海洋中的山脉和岭系又是怎样形成的呢?

1852年法国科学家鲍蒙认为,造山的原因是由于地球逐渐冷却,而物质在温度下降后体积会相对缩小,由此地表皮形成了剧烈的褶皱山脉。后来德国的休斯在《地球之面貌》一书对此观点又作了进一步解释,他认为促成其形象犹如干瘪的小枣一样,随着温度的下降,地面上布满了皱纹似的山系。可是后来又有人经过多次计算发现,如果数千米高大的山脉都是由地层的重叠程度来推算其收缩量的话,那么地球上的现在温度,还需要再低下几千度。

由此可见巨大典型的山脉,绝对不可能单纯归于地球冷缩来促成。至于某些皱折和断层,即便是由于地壳的收缩或地壳的挤叠变动,但也绝对不可能构成巨大的山系。

那么巨大的山脉又是怎样在地球上形成的呢?19世纪60年代后期,在海底扩张说的基础上产生了板块构造学说。它是怎样解释山脉的形成呢?这个学说认为全球是由6个大板块——太平洋、欧亚、印度洋、非洲、美洲和南极洲板块所构成。据说综合以往所有资料可以证明,距今1000万年~2000万年的中新世中期,其中一块向北移动的印巴次大陆块,由于受到了欧亚大陆块的阻挡,使得它的一部分大陆物质插入到了欧亚陆块下面的地壳深处,而另一部分物质在继续向北移动的过程中,则发生相互的碰撞,从而导致地面褶皱、断裂、混杂变形,结果使地球一部分逐渐升起。这个过程,地质学家称之为喜马拉雅造山运动。据说像阿尔卑斯山和高大世界屋脊的喜马拉雅造山运动。

据说阿尔卑斯山和高大世界屋脊的喜马拉雅山脉都是这样形成的。这种说法虽然能解释褶皱山脉的起源,但对为什么地壳中强烈褶皱构造只能在一定地方出现,并兼有方向性则无法解释了。比如南北出现高大山系又如何成立?对此魏格纳的见解是这样的,地层产生褶皱,不仅不需要冷却收缩慢慢地进行,而且当大陆移动时,如果前沿受到巨大的阻力,就可能发生褶皱。这就好像船在水上轻快地行驶,在船头前面产生的波浪一样。他举例说:“当向西前进的南北美大陆运动时,一方面在其东面形成了大西洋,另一方面依上述原理在其西边便形成了连绵不断的落基山脉和安第斯山脉。但是人们不禁要问:如果大的山脉是由于大陆漂移促成的,那么其巨大的动力源何在?为什么和南美位置近似的非洲大陆东海岸却有高大的东非高原,而西部反倒平坦呢?再则,亚洲中国境内没有处在船头的前面,它又怎样形成青藏大高原呢?可见大陆漂移造山学说是很难成立的。

新说认为:自从地球最初被月球撞击后,当时内部熔岩滂沱于全球,随着地面上温度的普遍下降又会出现第2次、第3次的凝结,每次形成薄薄的新地壳由于承受不了地壳不平衡和沉浮影响,于是又重新撕裂分成新的板块个体。虽然可能又新流溢出大量内部沸腾岩浆,但它们基本上不会推动大陆使之漂移,大陆也不会由此而移动很远或拥挤形成高大的山脉。

那么最原始巨大的山脉又是怎样诞生的呢?

新说认为最早大陆上的山脉,应该是这样形成的:即当地球最初被撞击之后,月地连成一片火海,大地轰鸣,熔岩滚滚,整个地球表面布满了沸腾的岩浆,频繁的冲击和涌动,形成了一个个原始山丘,进而登上了古地壳上下各个领域,后来随着温度的下降渐渐固定化了,也有的固守丘陵状态,有的被覆埋,有的又重新裸露。

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