魏格纳为什么说中龙化石的发现是一个"重要发现

发布网友 发布时间：2022-05-20 14:55

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热心网友 时间：2023-10-30 06:11

概述主要研究大气热力学和古气象学。1912年提出关于地壳运动和大洋大洲分布的假说——“*漂移说”。他根据大西洋两岸，特别是非洲和南美洲海岸轮廓非常相似等资料，认为地壳的硅铝层是漂浮于硅镁层之上的，并设想全世界的*在古生代石炭纪以前是一个统一的整体（盘古*），在它的周围是辽阔的海洋。后来，特别是在中生代末期，盘古*在天体引潮力和地球自转所产生的离心力的作用下，破裂成若干块，在硅镁层上分离漂移，逐渐形成了今日世界上大洲和大洋的分布情况。但这一假说却难以解释某些大问题，如*移动的原动力、深源地震、造山构造等。^[2] 魏格纳*漂移学说理论主要的证据：泛*存在及*破裂漂移的证据主要有﹕①大西洋两岸的海岸线相互对应特别是巴西东端的直角突出部分与非洲西岸呈直角凹进的几内亚湾非常吻合。②大西洋两岸构造呼应美洲和非洲﹑欧洲在地层﹑岩石﹑构造上遥相呼应。例如北美纽芬兰一带的褶皱山系与西北欧斯堪的纳维亚半岛的褶皱山系相对应﹐都属早古生代造山带﹔非洲南端和南美阿根廷南部晚古生代构造方向﹑岩石层序和所含化石相一致。③相邻*特别是大西洋两岸古生物群具有亲缘关系。如巴西和南非石炭－二叠系的地层中均含一种生活在淡水或微咸水中的爬行类──中龙化石﹐而迄今为止世界上其他地区都未曾发现。又如主要生长于寒冷气候条件下的舌羊齿植物化石广泛分布于非洲﹑南美﹑印度﹑澳大利亚﹑南极洲等诸*的石炭－二叠系中。而这些*所在的气候带却不相同。④石炭纪－二叠纪时在南美洲﹑非洲中部和南部﹑印度﹑澳大利亚都发生过广泛的冰川作用。这些地区除南美洲和南极洲外﹐都处于热带或温带地区。与此同时﹐在北半球除印度以外的广大地区并未找到确切的晚古生代冰川遗迹﹐相反却见到许多暖热气候的生物化石。这表明上列出现古冰川的诸*在当时曾相连接﹐为一个统一的*。⑤现代科学的发展为*漂移提供更直接的证据﹕精确的大地测量的数据证实*仍在缓慢地持续水平运动﹔古地磁的资料表明许多*块所处的位置并不代表它初始位置﹐而是经过了或长或短的运移。*漂移思想是一种活动论﹐它的提出是对固定论的挑战﹐并为板块构造学的建立和发展奠定了基础﹐对地球科学的发展起了很大的推动作用。但*漂移的机制问题至今依然没有解决。魏格纳*漂移学说形成发展历程*漂移说是阿尔弗雷德·魏格纳（1880—1930）在1912年一篇重要的学术论文中提出来的，并且在几年后（1915）出版的一部专著中加以发展和完善。人们几乎立刻就意识到了这个假说潜在的*性质，因为它要求对地理学的全部基础进行重新修订。20世纪20-30年代间，地理学家对*运动的观念进行了广泛的讨论，结果，反对意见几乎是同声一片。因此，魏格纳提出的地球漂移说长期以来处于我所说的理论*阶段，直到50年代中期，不断发现的新证据才越来越对*可能运动的假说有利。但直到本世纪(20世纪)60年代，一场地球科学*才真正发生。历史分析历史分析表明，这场地球科学*结束了长达半个世纪之久的理论*状态外仅仅是因为人们勉强接受了一整套已处休眠状态或早先被摒弃的观念或理论。这场科学*伴随着研究地球的新手段和传播知识的新技术的产生而产生。不仅许多地球科学家沿着非传统的路线思考，而且，有不少物理学家也投入了地球科学的研究之中，并做出了伟大的发现。因此，最终发生的地球科学*并不仅仅是长期受到抵制的、作为传统观念的一次根本性转变的*漂移说的简单复活，而且还创立了新的板块构造理论来描述*的漂移。从某种意义上说，魏格纳的原始理论并未导致一场科学*，但是，最终的科学*确实体现了魏格纳理论中*运动这一中心思想和把地表分成两类地域（陆地和海底）的观念。主要特点这场*的一个最突出的特点就是，处在学科工作中的地理学家普遍意识到他们正在经历一场地球科学*。许多科学家撰写文章或专论都强调了考察*和地球的思维方式所发生变化的*性质；他们写出了标题醒目的著作，如《地球科学中的*：从*漂移说到板块构造说》（哈拉姆1973）或《地球科学*的严峻年代》（格伦1982）。强调*性不仅是后来历史性或评论性文章和书籍的特点，也是地球科学*年代中学术论文的特点。例如，《科学》杂志中的一篇颇具新意的学术论文（奥普代克1966）的标题是“南海深海岩心的古磁研究”，它的副标题是“确定地球历史事件发生时间的*方法”。1970年，在讨论“新的一类错误”期间，J．T.威尔逊声称关于地磁逆转的发现构成了地球科学中的“*”。在（国际科*合会理事会的）“上地幔计划”（U．M．P．）的最终报告（1972）中，“U．M．P．实施期间提出的板块构造的统一概念”被说成是地球科学中的一场“*”（舒利文1974，343）。详细经过魏格纳以倡导*漂移学说闻名于世，他在《*和海洋的形成》这部不朽的著作中努力恢复地球物理、地理学、气象学及地质学之间的联系——这种联系因各学科的专门化发展被割断——用综合的方法来论证*漂移。魏格纳的研究表明科学是一项精美的人类活动，并不是机械地收集客观信息。在人们习惯用流行的理论解释事实时，只有少数杰出的人有勇气打破旧框架提出新理论。但由于当时科学发展水平的*，*漂移由于缺乏合理的动力学机制遭到正统学者的非议。魏格纳的学说成了超越时代的理念。早在1620年的时候，英国的哲学家、*家弗朗西斯·培根就在地图上观察到，南美洲东岸和非洲西岸可以很完美地衔接在一起。虽然培根喊出了著名的言语“知识就是力量”，但他不是真正的科学家，他只是将自己关于两块*的想法说了出来，而没有试图去寻找证据，来证实两岸曾经是相连的。在培根之前的人们没有想到这一点是有情可原的，因为哥伦布在1492年才发现了美洲，当时的地图错误百出，只是到了培根的时代，大西洋两岸的海岸线才绘制得像模像样。但是培根之后将近300年的时间里，竟然没有一个科学家认真思考过，为什么大洋两岸的陆地竟可以严丝合缝地拼在一起。许多人也许在心里有过疑问，但是却都没有去行动。最终，历史将荣誉授予了一位德国人。1910年的一天，年轻的德国气象学家魏格纳身体欠佳，躺在病床上。百无聊赖中，他的目光落在墙上的一幅世界地图上，他意外地发现，大西洋两岸的轮廓竟是如此相对应，特别是巴西东端的直角突出部分，与非洲西岸凹入*的几内亚湾非常吻合。自此往南，巴西海岸每一个突出部分，恰好对应非洲西岸同样形状的海湾；相反，巴西海岸每一个海湾，在非洲西岸就有一个突出部分与之对应。这难道是偶然的巧合？这位青年学家的脑海里突然掠过这样一个念头：非洲*与南美洲*是不是曾经贴合在一起，也就是说，从前它们之间没有大西洋，是由于地球自转的分力使原始**、漂移，才形成如今的海陆分布情况的？第二年，魏格纳开始搜集资料，验证自己的设想。他首先追踪了大西洋两岸的山系和地层，结果令人振奋：北美洲纽芬兰一带的褶皱山系与欧洲北部的斯堪的纳维亚半岛的褶皱山系遥相呼应，暗示了北美洲与欧洲以前曾经“亲密接触”；美国阿巴拉契亚山的褶皱带，其东北端没入大西洋，延至对岸，在英国西部和中欧一带复又出现；非洲西部的古老岩石分布区（老于20亿年）可以与巴西的古老岩石区相衔接，而且二者之间的岩石结构、构造也彼此吻合；与非洲南端的开普勒山脉的地层相对应的，是南美的阿根廷首都布宜诺斯艾利斯附近的山脉中的岩石。阿尔弗雷德·魏格纳对此作了一个很浅显的比喻。他说，如果两片撕碎了的报纸按其参差的毛边可以拼接起来，且其上的印刷文字也可以相互连接，我们就不得不承认，这两片破报纸是由完整的一张撕开得来的。除了大西洋两岸的证据，魏格纳甚至在非洲和印度、澳大利亚等*之间，也发现有地层构造之间的联系，而这种联系都限于中生代之前即2.5亿年以前的地层和构造。看来，报纸的版面规模巨大。沉浸在喜悦中的魏格纳又考察了岩石中的化石。在他之前，古生物学家就已发现，在远隔重洋的一些*之间，古生物面貌有着密切的亲缘关系。例如，中龙是一种小型爬行动物，生活在远古时期的陆地淡水中，它既可以在巴西石炭纪到二叠纪形成的地层中找到，也出现在南非的石炭纪、二叠纪的同类地层中。而迄今为止，世界上其它*上，都未曾找到过这种动物化石。淡水生活的中龙，是如何游过由咸水组成的大西洋的？更有趣的是，有一种园庭蜗牛，既发现于德国和英国等地，也分布于大西洋对岸的北美洲。蜗牛素以步履缓慢著称，居然有本事跨过大西洋的千重波澜，从一岸传播到另一岸？当时没有人类发明的飞机和舰艇，甚至连鸟类还没有在地球上出现，蜗牛是怎么过去的？再来看一看植物化石——舌羊齿，这是一种古代的蕨类植物，广布于澳大利亚、印度、南美、非洲等地的晚古生代地层中，即现代版图中比较靠南方的*上。植物没有腿，也不会游泳，如何漂洋过海的？为解释这些现象，魏格纳之前的古生物学家曾提出“陆桥说”，他们设想在这些*之间的大洋中，一度有狭长的陆地或一系列岛屿把遥远的*连接起来，植物与动物通过陆桥远涉千万里，到达另外的*；后来这些陆桥沉没消失了，各*被大洋完全分隔开来。这种观点被称为“固定论”，即*与海洋是固定不动的。而魏格纳的解释则是“活动论”的，各*之间古生物面貌的相似性，并不是因为它们之间曾有什么陆桥相连，而是由于这些*本来就是直接连在一起的，到后来才*漂移，各奔东西。固定论与活动论的争论，与火成论与水成论的争论、渐变论与灾变论的争论一道，被人们称为地质学三大论战。作为活动论的先驱，魏格纳一开始几乎是孤军奋战。古代冰川的分布也支持魏格纳的想法。距今约3亿年前后的晚古生代，在南美洲、非洲、澳大利亚、印度和南极洲，都曾发生过广泛的冰川作用，有的地区还可以从冰川的擦痕判断出古冰川的流动方向。从冰川遗迹分布的规模与特征判断，当时的冰川类型是在极地附近产生的*冰川。而且南美、印度和澳大利亚的古冰川遗迹残留在*边缘地区，冰川的运动方向是从海岸指向内陆，显然冰川是不会登陆向高处运动的，这说明这些*上的古冰川不是源于本地。面对这种古冰川的分布及流向特征，过去的地质学家一筹莫展。然而正是这些特征，却为*漂移说提供了强有力的证据。在魏格纳看来，上述出现古冰川的*在当时曾是连接在一起的，整个*位于南极附近。冰川中心处于非洲南部，古*冰川由中心向四方呈放射状流动，这就很合理地解释了古冰川的分布与流动特征。我们看到的冰川向陆地内部运动的表象，其实是因为原来巨大的**开来，原来的内陆变成了沿海的缘故。除古冰川遗迹外，蒸发盐、珊瑚礁等古气候标志，也可用来推断它们形成时的古纬度。古纬度与*的位置是冲突的，这也说明以前的*不在今天所处的地方。证据似乎已经很充分了。在严谨的科学研究的基础上，魏格纳的代表作《海陆的起源》于1915年问世了。在这本书里，魏格纳阐述了古代*原来是联合在一起、而后由于*漂移而分开，分开的*之间出现了海洋的观点。魏格纳认为，*由较轻的含硅铝质的岩石如玄武岩组成，它们像一座座块状冰山一样，漂浮在较重的含硅镁质的岩石如花岗岩之上（洋底就是由硅镁质组成的），并在其上发生漂移。在二叠纪时，全球只有一个巨大的陆地，他称之为泛*（或联合古陆）。风平浪静的二叠纪过后，风起云涌的中生代开始了，泛*首先一分为二，形成北方的劳亚*和南方的冈瓦纳*，并逐步*成几块小一点的陆地，四散漂移，有的陆地又重新拼合，最后形成了今天的海陆格局。魏格纳这一“石破天惊”的观点立刻震撼了当时的科学界，招致的攻击远远大于支持。一方面这个假说涉及的问题太宏大了，如若成立，整个地球科学的理论就要重写。必须要有足够的证据，假说的每个环节都要经得起检验；另一方面，魏格纳在大学中获得的是天文学博士学位，主要研究气象，他并非地质学家、地球物理学家或古生物学家。在不是自己的研究领域发表看法，人们对其假说的科学性难免会产生怀疑。 1912年-1913年冬天在格陵兰岛 魏格纳理论最主要的弱点是：巨大的*是在什么上漂移的？驱动*漂移的力量来自何方？魏格纳认为硅铝质的*漂浮在地球的硅镁层上，即固体在固体上漂浮、移动。对于推动*的力量，魏格纳猜测是海洋中的潮汐，拍打*的岸边，引起微小的运动，日积月累使巨大的陆地漂到远方；还有可能是太阳和月亮的引力。根据魏格纳的说法，当时的物理学家立刻开始计算，利用*的体积、密度计算陆地的质量。再根据硅铝质岩石与硅镁质岩石摩擦力的状况，算出要让*运动，需要多么大的力量。物理学家发现，日月引力和潮汐力实在是太小了，根本无法推动广袤的*。*漂移学说以轰动效应问世，却很快在嘲笑中销声匿迹。虽然魏格纳找到的证据很多，但是如果别人找出一个反对这个科学理论的证据，比如*漂移的动力不足，这个学说只能叫做假说，而不是真正的理论。当人们解释中龙、舌羊齿等古生物的分布时，依然用陆桥说来搪塞，虽然陆桥说显得很荒唐，但是当时人们认为，还有一种理论更加荒唐，那就是魏格纳的*漂移学说。有人开玩笑说，*漂移学说只是一个“大诗人的梦”而已。只有魏格纳还孤独地吟唱着自己的诗篇。1930年魏格纳第四次深入格陵兰岛考察气象时，不幸长眠于冰天雪地之中，年仅50岁，他的遗体在第二年夏天才被发现。他离去的早了一点儿，因为德国的一艘科学考察船刚刚从大西洋回国，带来了一个消息，在大西洋中间存在一条很长的洋中脊，那里有巨大的裂谷。凭着魏格纳广博的学识，他将有可能找到解决*漂移动力问题的方案，洋底的移动会提供*漂移的线索。可惜他与这个消息永远地隔绝了。同许多超越时代的科学家一样，他又出生得早了一点，未能等到他的学说被世人接受的一天。也许，只有人迹罕至的冰雪*，才能理解魏格纳生前的孤独吧。魏格纳的灵魂被冰封在格陵兰的积雪中，*漂移学说则被尘封在图书馆的书架上，无人问津。