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第37章 地球之谜(7)

在过去的几十年里,随着科技的发展和科学家经验的积累,这方面的研究工作巳取得较大进展。正如美国国家大气和海洋管理局的科学家麦克法丹所言:“自从1982~1983年厄尔尼诺现象以后,情况发生了根本的改变。1997~1998年的厄尔尼诺在规模上超过了1982~1983年那次,可是前一次是到它接近尾声时我们才知道它发生了;而在1997~1998年的厄尔尼诺现象中,我们可以告诉你每天都发生了些什么。”何以能做到这些?主要靠两件新武器——装有仪器的卫星和浮标,它们使科学家们观测海洋的“风吹草动”变得轻而易举。

1997年9月,科学家们从气象监测卫星收集到的数据所形成的图片获知,一块相当于大型湖泊面积30倍的水域,其水面要比正常情况高出33厘米。这条水域的异常高度是由肆虐的贸易风推动温暖的热带海水而引起的,所以它确凿地表明,一次剧烈的厄尔尼诺现象正在进行中。果然不出所料,在随后的几个月中,该水带对气候的影响逐渐显露出来,全球地区几乎无一幸免地受到影响。很显然,这是厄尔尼诺观测历史上取得的一次重大进步。它清楚地显示了在短短十年多的时间里,人们借助高科技在追踪、分析和预报厄尔尼诺现象的能力方面,有了很大提高。

尽管如此,仍有许多方面尚待探索。如研究人员本来坚信,通过计算机模拟,他们不仅能够预报厄尔尼诺现象的开始时刻,而且能够估计其发生的规模;但事实上他们却未能成功地显示这次厄尔尼诺现象的规模。虽然事先曾有几个计算模型显示,1997年将发生一次厄尔尼诺现象,但其中没有一个能准确预报它的范围或者它的发展速度。进一步研究发现,之所以如此,原因在于当时未能选出最佳资料来运行模型。1997~1998年的厄尔尼诺预报,使用的是穿越热带太平洋的船只所收集到的有关海风的资料。后来,科学家改用潮汐资料代替海风资料重新运行了他们的模型,取得的结果则与1997年的厄尔尼诺实际情况相当接近。因为海面下暖水层越厚,潮汐就涨得越高,它是深层海水变暖的晴雨表。

随着对厄尔尼诺研究的加深,科学家们还试图解决另一大问题:引起过去几十年内厄尔尼诺频繁发生和破坏力加大的原因是什么?有关厄尔尼诺的记录表明,20世纪的最后20年是百年来第二个厄尔尼诺多发时代。第一次是在20世纪的二三十年代,它引起了美国南部地区周期性干旱,旱灾摧毁了俄克拉河马和北得克萨斯的数百家农场。这第二次则发生在20世纪八九十年代,其影响则更为恶劣。有人认为,这些变化应归因于太平洋自然变暖。气候变暖不一定引起厄尔尼诺,但肯定可以起到加剧作用,从而造成更多、更严重的厄尔尼诺的出现。也有人认为,现阶段的厄尔尼诺频繁出现,只不过是自然界气候变化的一种规律性重复。但有关厄尔尼诺现象,直到20世纪70年代初才有一些粗略的记录数据,在此之前,它几乎是完全“不存在”的。由于没有掌握长期的资料,所以无法确定厄尔尼诺的发生周期以及这种观点是否正确。

为了记录或预报未来的厄尔尼诺,科学家们还部署了一些强有力的新工具,以了解更多的气象现象。1998年,美国航空航天局戈达德空间飞行中心启用了一台加强型克雷超级计算机。克雷机可以利用更多更详细的资料,改进预报模型,全面处理有关厄尔尼诺的卫星和浮标数据。中国科学院上海天文台也利用5全新的空间天文学手段,检测到新一轮厄尔尼诺的前兆。今天,借助先进的天文学观测手段和计算机技术,人类对太平洋中出现的厄尔尼诺现象,已有了越来越多的了解,但迷惑之处也还有很多,如发生厄尔尼诺现象时,那巨大的暖水流是从何处而来?其热源在哪里?其次,无论是厄尔尼诺现象还是反厄尔尼诺现象的发生,都是大洋暖水流大范围运动的结果那么,这种暖水流运动和北太平洋发生的顺时针大洋环流,以及南太平洋中发生的逆时针方向的大洋环流是否有某种联系?

人类对任何自然灾害的制服,都是建立在对其充分了解的基础之上的,厄尔尼诺亦不例外。相信随着科技的发展及对厄尔尼诺研究的加深,厄尔尼诺之谜一定能解开。当那一天到来时,厄尔尼诺将再不会令人畏惧,说不定还可以16世纪末,荷兰学者麦卡托在地理大发现的基础上,结合人类长期积累的地理资料,绘制出第一张世界地图。由此,人们对地球表面的基本地理状况有了比较准确的概念。许多人还因此对大陆形状发生兴趣。地球上的陆地和海洋自古就是这样分布的吗?如果这种分布也有一个形成过程,那么具体情形又如何呢?

1910年,30岁的德国气象学家魏格纳生病住院时,忽然获得了某种“灵感”。有一天,他躺在床上对着墙上的一幅世界地图出神。他发觉大西洋两岸的轮廓非常吻合,非洲一边的海岸线与南美洲一边的海岸线是如此凹凸相对,好像是一张被撕成两半的报纸。这难道是偶然的巧合吗?

病愈后魏格纳开始广泛收集相关资料,进行深人研究。他发现,大西洋两边的大陆有着相同地质年代的古生物,在地层和地质构造等方面也有某些相似之处。这又是什么缘故?经过反复研究,魏格纳断定大西洋两岸的大陆原来是连在一起的,分开是后来的事。1912年,他正式提出了“大陆漂移假说”;1915年,他在《海陆的起源》一书中对这一假说作了更完善的叙述。

大陆漂移学说认为,在距今2亿年前的古生代时期,世界各大陆是彼此连成一片的,即全球只有一块原始大陆,或叫“泛大陆”(又称“联合大陆”)。泛大陆周围是汪洋大海,叫“泛海洋”。后来到了中生代,由于天体的引潮力和地球自转的离心力作用,原始大陆分成若干块,形成彼此分隔的大陆、岛屿。具体地说,美洲脱离了非洲和欧洲向西移动,越漂越远,在它们之间形成了大西洋;非洲原来有一半与亚洲相连,在漂移过程中,它的南端沿着顺时针方向略有大陆漂移的说法

扭动,渐渐与印巴次大陆分离,中间形成了印度洋。南极洲和澳大利亚则一道脱离了亚洲和非洲向南移动,而后又“分道扬镳”,分别形成了现在的澳大利亚和南极大陆,从而奠定了今日海陆分布格局的基础。当然,各大陆还会继续漂移,将来的全球海陆布局还会与现在大不相同。

“大陆漂移”说发表后,引起学术界激烈的争论。因为魏格纳没能解释清楚大陆“破裂”的原因和“漂移”的动力来源(大陆如何在坚硬的硅镁层上漂移)等问题;同时,在他提出的相关证据中也有一些后来被证明是错误的,因此人们各执一词。魏格纳对此毫不灰心,他决心亲自到世界各地考察,收集更多的准确资料。1930年11月1日,在格陵兰荒凉冰原上实地考察的魏格纳,因故不幸遇难,那天正是他50岁生日。更加不幸的是,大陆漂移这个轰动一时的假说,也随着他的逝世而一度几乎销声匿迹了。

20多年后,随着海洋地质研究的深入和古地磁研究所揭示的大量资料,魏格纳大陆漂移学说又在新的理论基础上复活。1954年,英国物理学家布莱克特研究古代地磁学,找到了大陆位移的直接证据。1%1年,美国人赫兹根据沿大洋海岭对称分布的磁性条带这一新发现,提出了地幔对流和海底扩张说。他设想大洋的海岭是新地壳的诞生地,地幔中的物质不断地从海岭当中的裂缝里流出来,凝结在海岭两边;于是使海岭不断向外扩张,形成了一浪接一浪、后浪推前浪的运动方式。赫兹认为,迄今这种运动仍在继续进行,大洋底部就是处在这样不断的更新过程中。

1965年,加拿大地球物理学家威尔逊提出“板块构造理论他将全球分成6大板块:太平洋板块,欧亚板块,印度洋板块,美洲板块,非洲板块,南极板块。他认为,正是地球板块的运动,引起大陆漂移。1968年,法国人勒皮雄提出,地球的外壳是由20来个大板块组成的,其中最基本的仍然是上述6大板块。根据他的板块构造理论,由于地壳不断发生变化,在整个地质时代,载着大陆的板块都在运动着。因此地球大陆在漫长的年代里实际上被“撕裂”过若干次。当它们被撕开时,中间就形成新的海洋;但有时板块又互相碰撞,使得大陆粘接在一起,原来的海洋地带会变成了陆地,而在别的地方又撕裂成新的海洋。

板块学说成功地解释了目前地球海陆的分布状态,指出海底可以通过大洋海岭的扩张不断更新。这是一种全新的地理学观念,它告诉人们:大陆不是固定的,海洋也并非永恒存在;大陆有分有合,海洋有生有灭。

后来,大陆漂移学说不断得到来自现实中的更直接、更有力证据的支持。1984年5月21日,《华盛顿邮报》报道:美国航天局的科学家5年来使用激光和射电望远镜,在十多个国家测量大陆漂移情况,取得丰富资料。他们发现:大西洋宽度每年扩大1.52厘米;处于不同大陆板块的加利福尼亚南北两部分,以每年60厘米的速度相挤压;夏威夷和南美洲以每年5.08厘米的速度靠拢;澳大利亚和北美洲以每年1.02厘米的速度漂离。科学家们认为,这是证实大陆漂移学说的一批非常“过硬”的材料。

一些科学家认为,根据这些材料,在遥远的未来地球面貌将会这样改变:大西洋因不断扩大而更加辽阔;加利福尼亚一带将出现新的山脉;太平洋中的夏威夷群岛不再是岛了,它要连接到南美洲上去;同时太平洋轮廓大改变,从前的沧海甚至可能变为桑田。

这样,大陆漂移学说正所谓“一波三折”。它在刚刚提出时曾经遭到巨大非议;后来又被继承并不断完善,形成了具有广泛影响的“海底扩张说”和“板块构造学说”;以后人们又从现实中找到了无可质疑的证据。但是,这是否意味着它有争议的历史已一去不复返了呢?并非如此。

时至今日,人们对这一理论仍不断发出疑问。如有的科学家就认为,“大陆漂移假说”(以及相似的“板块构造说”)是从对地壳变动的认识来分析问题的,它是以地球体积和地表总面积固定不变为前提的,因而存在许多无法解释的疑点。在这一理论中,人们忽略了一个重要问题:地壳和地幔上部固态部分g的总厚度有上千公里,而“地球陆地”只是地壳表面略为凸出的部分,从海底、最深处至陆地最高山峰不过20公里高度差。由于地球表面低凹的地方被海水覆盖,所以从地图视觉印象来看,陆地似乎是分离的。实际上,所有陆地和海洋底部都是互相衔接在一起的整体结构,虽然岩层中有许多构造裂缝,但似乎这也不足以促成达几千公里的远距离平面分离运动的产生。

那么,陆地究竟是怎样分开的?持上述疑问的科学家认为,这得从地球的演变说起。宇宙天体从白矮星到行星阶段,是一个固态外壳不断膨胀、大气层,不断减少的过程。地球是一颗行星,其内部仍进行着剧烈的热核反应,因而能量逐步积聚;每隔一段时期,当外壳承受不住内部能量压力时,高温物质就会冲破地壳突然释放,形成“大爆发”(不是爆炸,而是如爆玉米花)。爆发后地球固态外壳膨胀,地球体积也扩大了。现在的地球表面,就是中生代白垩纪末期(距今约7000万年前)一次大爆发后形成。因为是从一个完整的球体分裂开的,所以把现在地球的陆地和大陆架部分拼合在一起,理应还原成一个体积比现在的地球要小得多的球体的表面,这就是陆地为什么能够拼合成整体的原因。

为了证实这种“地球大爆发”理论,科学家还进一步提出了地质考古发现上的证据:曾有科学家在各大洋底400多处钻取大量岩石标本,发现所有海底沉积物的年龄竟没有一处超过2亿年,最古老沉积物也只是侏罗纪(约1.9~1.3亿年前)以后才形成。这说明地壳表面在侏罗纪后发生过彻底的变动,即地质学所称的“喜马拉雅造山运动”等一系列地壳构造变动。

怎样具体解释今日海陆分布格局的形成呢?这些科学家认为,当地球爆发时,其内部物质冲破地壳,喷出大量熔岩和火山灰尘。原来平坦的地形上,出现了因地壳抬升隆起形成的高原、褶皱山脉,因地层开裂造成的海盆和峡谷;岩浆冷却凝固后,形成遍布地表的雄伟壮丽的奇峰怪石,以及地表下千姿百态的熔岩空洞。大量熔岩冷却时,由于元素熔点不同,会分离形成金属结晶(如铁矿、铜矿等);在熔岩高温高压环境中,元素相互熔合改变了原来的物质,凝固后形成特殊形态的非金属矿物(如宝石、玉石等)。这些都是地球爆发引起地壳剧烈活动(而非地壳漂移)的最好证据。

因此,现在地球的主要地貌,实际上是白垩纪末期地球演变过程中距今最近的一次大爆发形成的。当然,在以后的7000万年间,由于风力、水流等“外应力”作用,地表也有一些变化(如沙漠、冲击平原形成等)。不过总的来说,“内应力”始终是地壳大变动的主要原因。

魏格纳的大陆漂移学说,自提出之日起到目前,受到无数责难、疑问;但正是他关于大陆本来连在一起的思想,启发了后来的研究者(包括怀疑、反对他的人)。因而不管后人提出多少疑问,我们都无法否认他的巨大影响。有争议固然表明理论本身还没有达到无懈可击的境界,但无论是对理论的继承还是批判,都是人们对这一问题进识,能够不断地接近真理。

神秘的大西洲相传在古代,海格立斯的擎天柱之外是一片烟波浩瀚的西海。西海中间有一个叫亚特兰蒂斯的大岛。海神波塞冬把它赐给自己的大儿子大西,大西在岛上建立了大西国。但是,由于这里的人们贪财好富,利欲熏心,结果天神震怒并唤起大自然的力量,在一天一夜之后,消灭了这个罪恶之岛。

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