创世记和地质学研究发现（五）地质学思想的新趋势

2010-5-11 22:33| 发布者: admin| 查看: 3798| 评论: 0

摘要: V、地质学思想的新趋势　　在过去的几十年间，地质科学在思想上经历了重大的革命。这些变化的范围是极其广泛的，并且与创世记中所描绘的大洪水这样的大灾难模式特别相似。一、板块构造地质学　　板块构造地 ...

V、地质学思想的新趋势

　　在过去的几十年间，地质科学在思想上经历了重大的革命。这些变化的范围是极其广泛的，并且与创世记中所描绘的大洪水这样的大灾难模式特别相似。

一、板块构造地质学

　　板块构造地质学的基本思想是十分简单的：大陆和海床一直在地球表面移动，此移动是通过地球表面的削减进入较深的部分或地球内部物质涌出地球表面来完成的。此观念包括的内容过于广泛，以至于观念整体具有大部分内容被接受或弃绝的特征。虽然在本世纪初人们对此观念曾有些推测，但直到六十年代中此观念才获得广泛的接受。许多没有接受这一新观念的地质学家受到严重的批判。

　　任何细心观察大陆外性的人都会对南北美洲东海岸与欧洲和非洲西海岸的吻合性有深刻的印象。板块构造地质学，特别是在此特例中──大陆漂移学说，认为在二叠纪时期这些大陆是在一起的，当时在他们中间并没有大西洋，然后他们漂移分开了。

　为了更好地理解所发生的过程，我们必须考虑到有关地表组成的更详细的内容。
　　从全球范围的角度来看，岩石比我们平时所想象的要柔软得多。问题主要在于规模的大小，如一个跳蚤在轮胎上爬行，它会认为轮胎是相当坚固的，而我们却认为这是很有韧性的。地球看起来更象一个较软的塑料而不是坚硬的固体。大多数人对海潮十分熟悉。海潮是由月亮和太阳的引力产生的。坚固的土地也对日月的引力有反应，只不过比例要小得多。地震也说明地球不是一个太坚固的球体。当一个人研究地球表层的切面时，他会看到大陆下面的地壳是由花岗岩类的岩石构成的，而在海洋下面的地壳是由压缩了的玄武岩构成的（见本文IV. 二）。一层沉积岩的薄板覆盖了大陆和海洋的大部分地区。花岗岩的密度（2.7）比海床的玄武岩的密度（3.0），或下面的岩石圈的密度（约为3.3）要小。因此，花岗岩大陆实质上就是漂浮在密度更大的下层岩石之上，如同木头漂浮在水上一样。
　　板块构造地质学将地球表面分为两大层。外部的岩石圈较刚硬，并且包括有地壳和地幔上部约100公里（62英里）的部分。较柔软的软流圈在下面，并且是地幔的一部分。此理论认为在某些地方，如南美西海岸，岩石圈被陷入地幔。在其他地方，如中大西洋海岭，软流圈转变成了岩石圈。随着在地球上许多线形地方的，诸如上述两处的，海床的产生和同化，大陆在其上面被迫漂移。根据板块构造地质学理论，大陆虽然在二叠纪时期是在一起的，但被认为已经分离并改变外形和大小（霍雷与兰迪，1969年著；帕尔摩，1974年著）。对此可能性人们无法得出确切的结论（德威与斯帕尔，1975年著）。列·彼昌等（1973年著）对板块构造学的观念给予了一个完整的记录。
　　支持板块构造学的证据包括：(1)有些大陆当被放在一起时完好的吻合；(2)南美和非洲之间独特的沉积岩的相符性；(3)海岭两侧海洋地壳磁性的几何反转模式，暗示了玄武岩在这些海岭中凸出来然后向两侧较有优势的磁极被吸展开；(4)深层地震中心大都集中在深至700公里(400英里)处，那里大概是岩石圈进入地内的地方，而在象中大西洋海岭等地方肤浅的地震带，岩石圈大概是在20公里(12英里)以下的地方形成。迦斯等著（1972年著）的一书中提供了一个关于支持板块构造学的证据浅显易懂的总结。
　　反对板块构造学的证据包括：(1)对应有些大陆板块中存在的问题，如人们必须忽略中美洲才能使南北美与欧洲和非洲相拼合；(2)对板块动力机理令人满意的解释；(3)一系列重要的古生物学和古气候学的数据显示大陆从未被移动过。卡勒（1974年著）近新编辑出版了一部列举反对板块构造学的书籍。
　　板块构造地质学的观念被绝大多数的地质学家所接受。此理论是本世纪地质学思想中最重大的改变，它引起了并且还在引发人们对于许多地质学观念的修改。许多问题尚未解决，但由于此观念如此地被人们所接受，我们可以想象它在今后的许多年内还会影响地质学的思想。只有时间能告诉我们此理论是否会永远成功，或只是另一个过度性的观念。尽管支持此观念的数据十分令人信服，但也应当警惕。从海床得来的新数据显示出了许多令人费解的证据（卡尼普斯，1977年著）。板块构造地质学具有许多有趣的特征支持创世记大洪水的观念。正如迪金逊（1974年著）指出的，岩石圈的水平移动必须有主要的垂直移动伴随发生。这种现象在绝大多数大洪水模式中都会出现（见本文VI. 二）。大陆的分裂标志着一系列在创世记大洪水中会发生的活动。板块构造地质学所要求的不太刚硬的地球使在大洪水中发生的重大改变显得更加令人信服。
二、地质均变论的降级
　　人们用多种方式对地质均变论的观念下了定义（见本文II. 一）。总的来说，此原理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讲，它是指现在的地质过程的速度足以解释过去的改变。此理论与地质大灾难论正好相反。地质大灾难论认为过去发生过比现在可观察到的规模大得多的灾难。《创世记》中所描述的大洪水可以作为一个主要的例子。地质大灾难论传统上被现代地质学家所屏弃，他们将地质均变论当作一种宗教教条（胡维卡斯，1970年著）。此参考文献给读者提供了一个关于此争论中所涉及的问题的完好描述。
　　在过去的二十年间，人们见证了对地质均变论观念的重新定义和降级。大灾难已不是人们完全回避的话题了，而地质均变论正被重新定义以便容纳一个与现今不同的过去。均变的思想正在被用在科学定律中，而不再特指地质学的过程了（歌尔德，1965年著）。因此它正在失去其在地质学上的重要性。此趋势的证据可以从诸如《地质均变论──一个危险的教义》（克利宁，1956年著）和《现在是现在的钥匙》（瓦伦廷，1966年著）等书籍的书名中看出。对于许多反对地质均变论的根本问题是：为什么过去的变率一定要和现在的一样，难道变化不能有自己的变率吗？过去不是与现在有着明显的差异吗？更进一步的讨论可在辛普森（1963年著）和基特斯（1963年著）的书中找到。
　　伴随近年来对古典地质均变论的降级而来的是地质大灾难论的兴起。如布任纳与戴维斯（1973年著）说：
　　“总的来说，对古代环境的沉积物分析否定了那种认为沉积物形成和散布依赖于正常过程的运转的流行观点。我们觉得一旦我们对于现代和古代的大陆架沉积物的研究产生了为认定风暴沉积的足够依据时，此类沉积将在许多类似的地质环境中被广泛地发现。”
　　亚歌尔（1973年著，第49页）反映了同样的思想：飓风、洪水或海啸可在一小时或一天内完成比自然正常过程一千年所完成的还要多。
　　本世纪沉积岩学思想上最重大的革命就是泥石流岩的概念。此观念也反映出了人们向地质大灾难论靠拢的趋势。泥石流岩对于大洪水的研究具有特殊的意义，因为它们可以很大，在水下发生，而且它们的速度极快。我们可以用一个现代的例子作为示范。
　　1929年11月18日那天，在新英格兰的海岸和加拿大的沿海省份发生了一次地震。此地震被称为海岸大地震，导致了在大陆架边缘的一大片沉积物陷入海洋之中。它也使其他沉积物从松软泥土中解脱出来。这些沉积物是从大陆滑入北大西洋的深处的。它们最终在斜坡脚下的海底平原上铺开。其成分被移动了700多公里（430英里）。有人或许会想一团松软的泥土在海中漂浮会很快和海水相混合而使其整体被分解成孤立的个体，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、淤泥和黏土颗粒混合而成的。这个泥流在较轻的海水下面就象水在空气下面流动一样。只有一小部分的混合，在泥与水之间发生。这样的水下泥流被称为泥石流，而当其停止流动沉淀形成新的泥层时，它被称为泥石流岩。
　　这次地震对科学而言是十分有幸的，但对于商业电报事业却是极其不幸的。在大海岸泥石流附近的十二条跨大西洋的海底电缆在此次灾难中被毁，有的在两、三处被毁。人们通过电传的中断精确地记录了每根电缆第一次断裂的时间，并通过电阻和电容的测量确定出其地点。在大陆斜坡上端附近的地震中心的那些电缆几乎即时就被毁了。可能是因为沉积物塌陷造成的。而较远地区的电缆则随着泥石流扩展而逐一断裂。其移动的速度被计算大约为100多公里/小时（60英里/小时）。最后断裂的电缆是在650多公里（400英里）以外的地方，在地震发生后13个小时多一点的时候（希曾与俄温，1952年著）。据估计，从此泥流中产生出来的泥石流岩覆盖了十多万平方公里（四万平方英里），其平均厚度将近一米（2-3英尺）。其体积足以装满20排并排环绕赤道的油船（昆恩，1966年著）。
　　要使如此宽广的沉淀物那么快地沉落下来似乎是很不寻常的事，但这却是一个很寻常的现象。在亚利桑纳洲的米德湖，在湖东端克罗拉多河的入口处累积了大量的沉积物。有时一个类似泥石流的流体将这些沉积物的一部分转移到湖的另一端，大约有150多公里（100英里）远。在此例子中，其移动的速度似乎极其缓慢，需要许多天才能走完此路程。泥石流岩在瑞士的湖中也曾被发现过。1954年，许多电缆被一个由地震导致的泥石流所破坏。此泥石流发源于阿尔及利亚的海岸并且流入了地中海。在南大西洋的海床上，一个泥石流岩的序列在距其发源地──亚马逊河1,450公里（900英里）的地方被发现，其中含有几厘米厚的植物物质层。这标志着泥石流式的流体可移动相当长的距离（巴德等，1970年著）。希曾和俄温（1952年著）认为泥石流岩在北大西洋可移动1,600公里（1,000英里）。
　　泥石流岩具有某些特殊的特征，如正常的分级（颗粒大小在沉淀物中从下到上的逐渐变化，从粗糙的到细小的）、颗粒的方向性以及特殊的接触与内部的特征。正因为如此，它们可以在地壳中发现的古老沉积岩中被辨认出来。人们可以想象，在一个象创世记所描绘的大洪水这样的全球性大灾难中会有大量的泥石流岩产生，而且事实就是这样。它们在岩层中广泛和大量的分布更加提高了这样的一个大灾难的可信性，特别是他们都在海平面以上的极高的地方并且覆盖了大陆的大片地区。一个单一的泥石流岩可以有20米（66英尺）厚，它是由一个单一的飞快移动的混浊泥水所形成的（亚歌尔，1973年著，第35页）。其中产生较大岩体的泥流量约为100立方公里（24立方英里）（沃尔克，1973年著）。
　　对于成千上万彼此层叠的分级岩层，人们曾将其解释为在浅水区缓慢沉淀形成的。但自从泥石流岩的概念问世25年以来，此现象被解释为急速的泥石流所形成的（沃尔克，1973年著）。即使是在某些泥石流岩中发现的沉积岩──泥石流岩间层，人们有时也将之解释为急速的泥石流岩沉积的结果（鲁普克，1969年著，sepm，1973年著）。
　　科学证据表明在过去历史中发生的某些事件，可能是按照与以前所相信的完全不同的方式发生的。这是由于有一个象可以想象的大洪水似的灾难所造成的。然而地质均变论并不会很快地被人们所屏弃。在近些年来，虽然此理论受到了激烈的争论（瓦伦廷，1973年著），但它还被许多学者视为地质学的基础原则之一。但是，现代的趋势正在导致对此理论的一个重新的定义，以降低其在地质学中的有用性。