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[关键词]地质构造 大陆漂移 研究
[中图分类号] P542 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-11-32-1
1大陆漂移的过程
大约在2.4亿年前,地球上的大陆是汇聚在一起的,这个大陆由北极附近延至南极。地质学上叫泛大陆。在泛大陆周围则是统一的泛大洋。此后,又经过了漫长的岁月,泛大陆开始解体,北部的劳亚古陆和南部的冈瓦纳古陆开始分裂。大陆中间出现了特提斯洋(1.8亿年前)。此后,大陆继续分裂,印度洋陆块脱离澳大利亚-南极陆块,南美陆块与非洲陆块分裂;此时的印度洋、大西洋扩张开始。到了6千万年前,已经出现现代大陆和大洋的格局雏形。以后,澳大利亚裂离南极北上,阿拉伯板块与非洲板块分离,红海、亚丁湾张开,形成现代大洋和大陆的分布格局
2大陆漂移存在的证据
(1)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)大西洋两岸的美洲和非洲、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)相邻大陆,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、南极洲等诸大陆的石炭-二叠系中。而这些大陆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,目前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大陆在当时曾相连接,为一个统一的大陆。
(5)现代科学的发展为大陆漂移提供更直接的证据:精确的大地测量的数据证实大陆仍在缓慢地持续水平运动;古地磁的资料表明许多大陆块现在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。
大陆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。但大陆漂移的机制问题至今依然没有解决。
3其在地质构造方面的研究
3.1几何拼合
大陆几何拼合的方案很多,为得到较客观的结果,1965年布拉德等使用电子计算机,选择 500英寻(915米)等深线(相当于大陆坡的中点)作为拼合线,得到了大西洋两岸大陆的最佳拼合,其平均误差不超过经度1度或88公里。
3.2地质构造拟合
越来越多的资料表明大西洋两侧的地层、构造、岩石、矿产等遥相呼应。1968年,赫尔利用比较大西洋两岸岩石序列和年龄的方法,发现按布拉德的拼合方案,非洲和南美洲的岩石年龄区之间的界线可以互相连接,构造线方向也是协调一致的,南美洲东部和非洲西部的锡―钨、铁―锰、铜―铅―锌等矿带是互相衔接的。塔林根据非洲西南部和巴西东部,在5.5-1.0亿年期间具有相同的地质史,进一步说明非洲与南美在1亿年前是连接在一起的,1亿年后逐渐分开。此外,欧洲和北美洲、南极洲、大洋州、印度和非洲之间也可以进行拼合。
3.3平移断层
近二、三十年以来,无论是在大陆上还是在海底,都发现有大量断距达数十乃至数百公里的平移断层,这表明大陆地壳至少可作相同幅度的水平位移。据徐嘉炜,徐学思研究,从中生代以来,左旋移动550-740公里。北美圣安德烈斯断层、侏罗纪以来,右旋移动500-720 公里,在1906年4月一次地震的几秒钟内,沿435公里断裂线上水平位移一般达4米,最大达6米等等。
3.4古地磁
大陆漂移在50年代复活,古地磁学提供了主要依据。在外磁场非用下,物质获得磁性,当外磁场去掉或改变之后,又保持不变的磁性称为剩余磁性。岩石剩余磁性,因岩石形成过程的物理化学条件不同而具有不同的生成方式:热剩余磁性(TRM):岩浆在地磁场中冷却成岩的过程中,当温度低于居里点(一般为400度―580度,最高不超过800度)时,岩石便被磁化,并保留于岩石之中。这样的磁性称为热剩余磁性,强度较大稳定。沉积剩余磁性(DRM): 在沉积岩中,有一部分碎屑是具有磁性的,它们在沉积过程中趋向于按当时的地磁场方向作定向排列,固结后仍保持这种排列,从而使岩石带有微弱的磁性,称为沉积剩余磁性或碎屑剩余磁性。由于大多数沉积岩含有的磁化颗粒少,沉积和成岩过程中还可能有许多因素干扰这种排列,所以它比热剩余磁性弱约100倍,也比较不稳定。化学剩余磁性(CRM):许多岩石中都含有因化学作用而在低温、或在变质过程中低于居里点温度下形成的磁性矿物。由于这种磁性矿物的成长,岩石中产生的磁性称为化学剩余磁性,磁性方向符合于岩石化学转受的地磁场,而与岩石形成时的地磁场不一致。强度虽不大,但较稳定。根据岩石古地磁测定结果定出的七千年来的古地磁极平均位置,并不与现今地磁极位置重合,而是在测量误差范围内与地球旋转极的位置一致。上新世以来的岩石标本,都得到类似的结果。而且,在同一大地块上,由岩石磁性所定的同一地质时期的地磁极位置是一致的。由此可以作出以下的假定:在任何地质时期,地磁场的几千年内的平均值和一个放在地心、磁轴与地球自转轴平行的偶极所产生的磁场是一致的。这个假定已得到地质学和古气候学的证明,现被称为轴向地心偶极场定理。
4大陆漂移的意义
(1)打破了传统的洋陆固定论观念,描绘出大陆分合、大洋生灭的一副图景,合理的解释了当时地质学的一些疑难,如大西洋两岸海岸线的吻合、地层构造和古生物化石的相似等。
(2)对地球内部几何学及力学未有充分的了解以致於容许对大陆漂移及地极回移之推动机动体系的性质有个完整的定义。
(3)为地质学积累了大量资料。
(4)为板块构造学的发展奠定了基础。
(5)大陆漂移思想是一种活动论对地球科学的发展起了很大的推动作用。
参考文献
[1]郜兆典."关于板块构造地质问题的探讨"[J].南方国土资源,2010.
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原文摘要:
1、优秀的投机家们总是在等待,总是有耐心,等待着市场证实他们的判断。要记住,在市场本身的表现证实你的看法之前,不要完全相信你的判断。
2、要想在投机中赚到钱,就得买卖一开始就表现出利润的商品或者股票。那些买进或卖出后就出现浮亏的东西说明你正在犯错,一般情况下,如果三天之内依然没有改善,立马抛掉它。
3、绝不要平摊亏损,一定要牢牢记住这个原则。
4、在价格进入到一个明显的趋势之后,它将一直沿着贯穿其整个趋势的特定路线而自动运行。
5、当我看见一个危险信号的时候,我不跟它争执,我躲开!几天以后,如果一切看起来还不错,我就再回来。这样,我会省去很多麻烦,也会省很多钱。
6、记住这一点:在你什么都不做的时候,那些觉得自己每天都必须买进卖出的投机者们正在为你的下一次投机打基础,你会从他们的错误中找到赢利的机会。
7、只要认识到趋势在什么地方出现,顺着潮流驾驭你的投机之舟,就能从中得到好处。不要跟市场争论,最重要的是,不要跟市场争个高低。
8、不管是在什么时候,我都有耐心等待市场到达我称为“关键点”的那个位置,只有到了这个时候,我才开始进场交易,在我的操作中,只要我是这样的,总能赚到钱。因为我是在一个趋势刚开始的心理时刻开始交易的,我不用担心亏钱,原因很简单,我恰好是在我个人的原则告诉我立刻采取行动的时候果断进场开始跟进的,因此,我要做的就是,坐着不动,静观市场按照它的行情发展。我知道,如果我这样做了,市场本身的表现会在恰当的时机给我发出让我获利平仓的信号。
9、我的经验是,如果我不是在接近某个趋势的开始点才进场交易,我就绝不会从这个趋势中获取多少利润。
10、“罗马不是一天建成的”,真正重大的趋势不会在一天或一个星期就结束,它走完自身的逻辑过程需要时间。重要的是,市场运动的一个很大部分是发生在整个运动过程的最后48小时之内,这段时间是进入市场或退出市场最重要的时机。
11、利用关键点位预测市场运动的时候,要记住,如果价格在超过或是跌破某个关键点位后,价格的运动不像它应该表现的那样,这就是一个必须密切关注的危险信号。
12、我相信很多操作者都有过相似的经历,从市场本身来看,似乎一切都充满了希望,然而就是此时此刻,微妙的内心世界已经闪起危险的信号,只有通过对市场长期研究和在市场上长期的摸爬滚打,才能慢慢培养出这种特殊的敏感。
13、在进入交易之前,最重要的是最小阻力线是否和你的方向一致。
14、当一个投机者能确定价格的关键点,并能解释它在那个点位上的表现时,他从一开始就胜券在握了。
15、在心理上预测行情就行了,但一定不要轻举妄动,要等待,直到你从市场上得到证实你的判断是正确的信号,到了那个时候,而且只有到了那个时候,你才能用你的钱去进行交易。
16、在长线交易中,除了知识以外,耐心比任何其它因素更为重要。实际上,耐心和知识是相辅相成的,那些想通过投机获得成功的人应该学会一个简单的道理:在你买入或是卖出之前,你必须仔细研究,确认是否是你进场的最好时机。只有这样,你才能保证你的头寸是正确的头寸。
17、当股价从10 美元涨到50 美元,你不要急于卖出,而应该思考一下有没有进一步的理由促使它从50 美元涨到150 美元。
18、市场只有一个方向,不是多头,也不是空头,而是做对的方向。
19、时刻留意可能出现的危险信号。
20、投机,天下最彻头彻尾充满魔力的游戏。但是这个游戏懒得动脑子的人不能玩,心理不健全的人不能玩,企图一夜暴富的冒险家不能玩,这些人一旦贸然卷入,终究要一贫如洗。
关键词 大陆漂移;月球撞击;演变;自然灾害
中图分类号 P54 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)106-0135-02
0引言
魏格纳提出大陆漂移说已有百年的历史,魏格纳认为,“在地质历史上距今三亿年的古生代,地球上只有一块大陆—泛大陆。大约在两亿年前,由于太阳和月亮的引潮力作用,以及地球自转产生的离心力作用,浮在大洋壳上的大陆壳便相对落后并分崩离析,花岗岩层在玄武岩层上做水平漂移,到了距今三百万年前,大陆最终漂移到我们今天所看到的位置”。月亮产生的潮汐力和“极地漂移”力(pohlflucht),即由于地球自转而产生的一种离心作用。但是,魏格纳懂得,大陆运动的起因这一难题的真正答案仍有待继续寻找。
然而,在实际问题中,如果用“大陆漂移说”解释,则留下诸多谜题。如浩瀚撒哈拉沙漠的形成,大西洋的形成,太平洋岛屿的形成,维多利亚大沙漠的形成,北美众多湖泊的形成,南极州维多利亚地以西的麦克默多海峡中干谷的形成;漂移过的板块与母体板块为什么都有一定的规律和一定的角度等等这些现象都无法作彻底清楚的解释。本文利用力学原理分析了大陆板块从断裂、破碎、漂移这一过程存在重大疑问,“大陆漂移说”中的力是无法实现的。根据原始月球撞击地点,利用其撞击产生强大的爆炸能量,瞬间破坏了地球的整体结构,在膨胀力的作用下,整体板块爆裂破碎弹起(振起),随着当时地球倾斜和逆转,陆续回落地球后形成了我们今天看到的‘漂移’格局。
1“大陆漂移说”的力学分析
大陆漂移说认为﹐地球上所有大陆在中生代以前曾经是统一的巨大陆块,称之为泛大陆或联合古陆﹐中生代开始﹐泛大陆分裂并漂移﹐逐渐达到现在的位置。大陆漂移的动力机制与地球自转的两种分力有关:向西漂移的潮汐力和指向赤道的离极力。较轻硅铝质的大陆块漂浮在较重的黏性的硅镁层之上,由于潮汐力和离极力的作用使泛大陆破裂并与硅镁层分离,而向西﹑向赤道作大规模水平漂移。该理论被确定为理想学说而载入地理教科书中,影响几代人。在人们的意识中成为不变的“定律”,是对是错无人怀疑。在实际应用中,解释地震、火山、海啸、山体滑坡及断裂带、大陆岛屿边缘断层、沿海断层等自然现象,难圆其说,更有牵强附会之感,实在令人叹息!在此,本文依据客观自然地理现象据理做一番必要的论证。
依据魏格纳所言,远古地球在没有大西洋、没有墨西哥湾、没有加勒比海、没有红海时,地壳长度从南到北海岸线长约20000km、从东(加勒比海东缘)到西(红海海口)长约7000余千米、地壳厚度达6000余米(大西洋两岸),面积如此广大、线路如此远长、板块如此巨厚、要使它垂直交叉断裂并同时分开形成宽阔的大西洋及相应的墨西哥湾、加勒比海、地中海、红海等,仅凭地球本身的能量是无法完成的。如果按大陆漂移推理,则违背了两大定律:其一,违背了牛顿第一定律:任何物体在不受任何外力或所受合力为零的情况下始终保持静止状态或做匀速直线运动。试想,极其巨大的板块在没有外力的作用下,怎么能断裂分开呢?其二,与摩擦力公式相悖。按公式
计算:美洲板块与欧非板块(西欧与非洲简称)回拼之后覆盖大西洋,形成整体结构,以岩石比重每立方3000千克计算,其产生的摩擦力初步估算为2.52×1021千克。公式内容认为:你对表面施加的压力越大,那么你受到的摩擦力也越大。况且、大西洋海底还有大面积的海盆,海盆低于周围环境,按其说:产生大西洋时,板块分开后需抬升起来,才能越过大西洋海盆外的高地漂移到现在这个程度。仅凭‘潮汐力’、‘极地漂移力’、‘海底扩张力’根本是无法完成的。显而易见,要使巨大的板块分裂成四大八块,再漂移成宽阔的大西洋,“大陆漂移说”中的力完全不可能的。
2“撞击”完成地球演变
近年来、中国科学院北极考察队在挪威的斯瓦尔巴群岛北纬74°~81°、东京10°~35°的地区范围内考察发现:植物化石中含有很多种类的植物,有蕨类植物,如紫箕植物,种子植物则更多。初步鉴定有桦树,鹅尔栎,槭树等,这些植物是温带落叶林。说明很早以前斯瓦尔巴群岛是比较温暖的。在此,还可通过爆破方法得到相同的效果:一块巨大的岩石或山体,如果想从中分成多块,在任何人力和机械无法完成的情况下,爆破专家采取了强力爆破手段如愿以偿,非常成功。从爆炸产生的岩石形态查看,其断面比较平直,棱角分明,大小石块不等,大块断裂岩石与原体有明显的还原性。爆炸能量虽天壤之别,但与产生大西洋雏形及抛泄出来的岩石、板块、山脉、石沙等形成的非洲高原、萨哈拉大沙漠、维多利亚大沙漠、南极干谷地貌等等结构同出一理。因此、“撞击”产生瞬间的爆炸能量才是破坏整体结构或排开整体结构最有效的动力。
本文以此结合其四周断裂痕迹与整体地理位置分析,斯瓦尔巴群岛是受到月球撞击作用,瞬间爆炸断裂,在膨胀能量的作用下直接从中纬搬移过去的可能。钟关村在研究中发现:月球撞击地球产生的爆炸能量,迅速使南美洲板块、北美板块,非洲板块与欧洲板块四散分开。南美板块受力后被弹起脱离北美板块,迅即以巴拿马地区为轴心产生由南向西方向的旋移;非洲板块受力弹起,脱离欧洲板块向南、向东移去;格陵兰板块以及斯瓦尔巴德群岛等受力弹起后在地球倾斜、逆转和爆炸能量的推动下迅速移至北方高纬地区。同样,北美州板块受到了强大的挤压和大量的搬移,形成了大量的堆垒山脉、褶皱山脉等等;西欧、中欧的重撞,在作用力与反作用力的作用下,大量的搬移与少量回落的板块、岩石等在其上形成了大面积的低陷地、喀斯特地貌、石林地貌、乱石岗地貌、山岭地貌、断裂带等等。与此同时,亚洲板块的东、南、北面及美国与俄罗斯交界的薄弱地带,板块爆裂后飞天而起,在当时地球倾斜、逆转中陆续落入太平洋之中,太平洋岛屿与白令海峡相继而生。
大西洋的产生,板块爆裂破碎产生大量的石沙随着当时地球的倾斜、逆转,形成了浩瀚的撒哈拉大沙漠;地中海、红海、波斯湾、黑海、里海、咸海的产生,在东欧及亚洲形成了部分山脉、高地、高原、沙漠、喀斯特地貌、石林地貌等等。西欧、北美位于撞击点附近,强烈的作用力与反作用力及当时地球逆转的作用,使西欧形成了大片的低陷地,北美的搬移产生的巨坑成为后来众多湖泊,如著名的北美五大湖等等。撞击能量作用在地球上转换成的反能量,从地球内部出发,在地球周身形成一个垂直向上的膨胀能量,该膨胀能量经地壳底部时,使整体板块产生不同程度的断裂、破碎、继而受力振起(弹起)脱离地球,同时在当时地球倾斜、逆转过程中,使回落的板块及大小物质,根据质量的不同陆续回落地表后,产生了由西北向东南方向的堆积现象。撞击点背面,也就是现在亚洲大陆的东、北、南三面,在当时地球倾斜和逆转的过程中分离出来了堪察加半岛、萨哈林半岛、韩朝半岛、日本列岛、台湾岛、海南岛、菲律宾群岛等大大小小的岛屿;澳大利亚板块原本是与亚洲大陆南面相通的,月球撞击后,其引发地球周身的膨胀能量使板块破碎分离抛入空中,在当时地球逆转、倾斜作用下,不同程度的落入南太平洋中。从太空观测地球,表现出由大及小、由西北、向东南分散排布规则。产生太平洋岛屿之时,大量的石沙、尘土在当时地球倾斜时间里,堆垒于澳大利亚板块之上,形成了后来著名的维多利亚大沙漠。澳大利亚板块“受力”弹起后,由于当时地球的倾斜和逆转,回落后相对于原位置产生了向南向东方向的移动,同时分裂出了塔斯尼亚岛、新西兰岛等。
地球受撞击,非洲板块向南向东落下后产生了著名的东非大裂谷,逆转中断裂的板块又形成了马达加斯加岛。地球受撞击使印度板块断裂分离产生了斯里兰卡岛。从板块断裂形状观测分析:这些分离出来的板块减去它们的行程距离和角度之后与原大陆板块边缘是逐一吻合的。这些广布地球的地质结构及其地貌现象,成为月球撞击地球,迅速完成“地球演变”的客观依据[1]。据中国国家地理网获悉:南极州维多利亚地以西的麦克默多海峡中的干谷,被认为是地球上最酷似火星的地方,其地表荒芜砾石散落地面,与南极州周围岛屿断层、大陆边缘断层等形成结果分析,此乃月球撞击能量波及地球周身所至。因此,用“大陆漂移“”解释南极地貌现象,出现盲点不足为奇。归根结底:别人指错了路,你将无法达到预定目标。那次因撞击形成的山脉、板块、岩石、断裂带等表现出其独特的地貌特点: 1)明显的垂直断层,如大西洋沿岸、地中海海岸、红海两岸等等;2)悬崖绝壁十分陡峭,四周如刀削一般,如中国黄山地貌、云南石林地貌、地球上的岛、岛屿等等;3)形成的山脉与原出处产生了翻转角度,这是由于产生和下落时地球转动及自由落体、风阻作用的结果。如:黄山、桂林、湖南、湖北等景区山体形态等等;4)断裂带深长且宽,基本形成直线形,如东非大裂谷、中国的雅鲁藏布大峡谷、长白山断裂带等;5)回落的巨石或石砾相互叠加置放或放于山顶之上,如中国黄山风景区中的千姿百态的奇异地貌、云南石林地貌等等。
显而易见“大陆漂移说”疑点重重,经不起推理。很难与证据充分的“撞击理论”相提并论。但 “大陆漂移说”已贯穿于人类大脑骨髓,严重阻碍和误导了人们对地球的深度认识和探索进程,导使自然灾害成为预测的“盲点”、“误区”。在此、“大陆漂移说”势必有待重新“评判”的必要性,是值得我们科学前辈及科学家们重新深度认识、思考的一项重大而艰巨的革命性课题。有理由认为:古老的地理学、天文学把人类导入了误区,亟需重新研究评定完善。让人类真证运用其中真理,澄清理论,让科学造福人类。
3“撞击理论”有望揭开自然灾害成因
有证据证明:地球演变是月球 “撞击”瞬间所为,并不是经过几亿年的大陆漂移慢慢形成。因此、“大陆漂移说”缺乏必要的科学依据,成为不科学的学说。100年前的理论有值得我们今天重新论证的必要性,去伪存真,力求完美,是对人类对科学应持责任的态度。撞击理论的深入研究,可以判断和掌握地震、海啸、火山、山体滑坡、泥石流等自然灾害发展、发生之规律,大大提高人类防范自然灾害的能力。
一 板块构造学说科学发现历程给我们的启示
学习目标:学习和领悟科学家科学研究发现的一般方法,即猜想、假设与论证,培养为科学献身精神与品格;学习方法:文献法即上网或到图书馆,参观法即到地质馆看化石。
1 19世纪古生物学家和地理学家的不可思议(地质馆参观化石、查阅文献):古生物学家和地理学家通过不断艰苦的探险与考察发现,胡安、费尔南德斯群岛的植物与邻近的南美洲大陆植物没有亲缘关系,反而同被海洋相隔很远的火地岛、南极洲、新西兰有亲缘关系。这是多么不可思议的事情,难道这些大陆原来是连在一起的,后来才分开的吗?
2 魏格纳的直觉几何猜想(观察大西洋两岸大陆轮廓图,用剪纸实验法,将非洲与南美洲拼合):德国气象学家魏格纳,1910年的一天在他观看世界地图时,被大西洋两岸大陆几何轮廓相似性所吸引,他发现南美洲海岸直角突出部分与非洲西海岸直角凹进的几内亚湾,一凸一凹相互对应,似乎可以拼合起来,这个直觉印象使魏格纳猜想:非洲大陆和南美洲大陆以前会不会是贴在一起的?是不是受了某种力的作用后才断裂分开的呢?并提出了著名的大陆飘移学说。认为三亿年前的古生代后期,地球所有的大陆都联合在一起,构成一个庞大的原始联合古陆,称为泛大陆,其周围是一片辽阔的海洋,称为泛海洋。二亿年前的中生代初,这个泛大陆逐渐分裂、漂移(用微机演示联合古大陆的分裂过程)。
3 魏格纳为科学献身与大陆漂移学说的沉寂:大陆漂移学说自产生,就遭到了当时一些著名的地质学家的反对,“说他,直接证据不足,是自我陶醉,是毫无科学根据的幻想,是玩耍儿童七巧板的发明!”1930年,非常不幸的事发生了,魏格纳在寻找大陆漂移的直接证据时,也就是在他五十岁生日那天,永远长眠在荒凉的格陵兰岛的冰原上。大陆漂移学说也因此沉寂起来。
4 海底扩张学说的产生,导致了大陆漂移学说复活(微机演示大洋中脊两测磁极异常条带图和岩石年龄的对称性图)。
20世纪50年代,海洋科学研究发展迅速,人们探测到,位于大洋盆地中的海底山岭――称为大洋中脊,几乎分布在所有大洋的中部(除太平洋),是火山、地震活动最激烈的地方,且两侧分布着极性正负对称相同磁性异常条带,并且大洋中脊两测岩石的年龄也表面出惊人的对称性。于是在1961年,美国人赫斯和狄兹得出海底扩张的结论,使大陆漂移学说复活。
5 1968年,美国的勒皮雄在大陆漂移、海底扩张学说的基础上,提出了“板块构造学说”。
6 学生自我体验:科学观察、科学实测考证是科学研究的基础。没有对不同大陆植物亲缘关系和相同地层生物化石的观察事实,没有对海底岩石磁异常和年龄的对称的实测与考证,板块构造学说是不会产生的。
科学家面对众多观察的事实,用形象思维和直觉思维进行大胆的天才性“猜想”(如魏格纳面对大西洋两岸大陆的轮廓相似性,想到它们可以拼合起来),产生创造性的灵感(这些大陆原来是连在一起的,后来才分开),用逻辑思维进行“论证”(用古生物学、古地磁学、岩石年龄、火山和地震分布等众多科学证据,来推断与证明板块理论的正确性)的研究方法,是科学发现的基本方法。对于学生在现实生活中,进行一系列科学的发明与创造,无疑是最好的范例。
科学家为了寻找确凿的证据,长期远途探险与考察,那种不畏艰险不怕牺牲、忍辱负重的坚强毅志,是科学发现的不竭动力(魏格纳大陆漂移学说,受到了人们的批判与嘲弄,他两次考察格陵兰岛,并遇难于此),对培养学生为科学、为真理而献身的精神,是非常有意义的。
二 板块构造学说的观点、证据与应用
学习目标:掌握板块构造科学研究结论和成果,领悟其深刻的哲学内涵,形成辩证唯物主义的自然观。学习方法:文献法即上网或到图书馆,参观法即到地质馆看化石。
1 主要观点(微机演示板块运动过程的示意图):板块构造学说认为,漂浮于软流圈之上的地球最外层的刚性的岩石圈并非铁板一块,它被大洋中脊、俯冲带和深海沟、地缝合线等板块界线,分割成几个巨大的块体,这就是板块。全球划分六大板块:太平洋板块、亚欧板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块六大板块,板块都在不停地运动,使陆地和海洋不断地生长与消亡,是形成地表各种构造活动(如山脉、高原)和形变(向斜与背斜、断层)的根本原因。板块内部,地壳比较稳定,板块边缘非常活跃,是火山、温泉与地震分布的密集区。并认为板块构造运动的动力来源是:地幔中的软流层,存在着热量对流现象,并且有多个对流中心。大洋中脊是对流上升和地热的排泄口,地幔物质不断的涌出,冷却固结形成新洋壳,并与软流圈的水平流动物质一起,驱动着大洋中脊两测的板块产生相向运动。移动着的大洋板块遇到大陆壳时,就会俯冲下降,是地壳熔化与葬身消亡的地方,俯冲带恰恰是软流圈对流下降的地方。
2 证据:世界大陆轮廓具有显著的相似性。如若将南北美洲大陆和非洲、欧洲大陆彼此相向移动,两者可拼全合在一起,不留什么空隙。
大西洋两边大陆的地层、岩石、构造遥相呼应。如非洲的开普勒山和南美洲的布宜诺斯艾利斯山,可以连接起来,视为同一地质构造的延续。
从古气候、古动物群和古植物群的分布来看,南美洲、非洲、印度半岛、澳大利亚等地在古生代和中生代初期都十分接近,到了中生代之后才有显著不同,说明这些大陆曾经连在一起,后来才渐渐分开(化石参观)。
大地测量的数据也证实,同一地点的经纬度在不停地发生着变化(实地测量)。实际测量:如大西洋中脊每年向外扩张2―4厘米,太平洋东部中脊每年向外扩张的速度是6―16厘米。
大洋中间海岭两旁的地磁异常是对称的;海岭两侧岩石的年龄也是对称分布的,并呈现出由海岭中心向其两侧由新到旧的变化规律。
3 应用:板块边缘是火山、地震和温泉产生的地带,为人类对火山和地震预测、预报和减灾作出了贡献(微机演示全球火山地震分布图)。
板块构造很好地回答了大洋的演化过程(微机图片说明)。
胚胎期:岩浆上升,大陆将发生破裂,形成裂谷,两旁陆壳将外移,谷底往往形成长条形湖泊,火山活动强烈,如东非大裂谷、贝加尔湖,是海洋刚刚产生的开始;幼年期:上升和扩展,由窄变宽,迎进海水,如红海和亚丁湾。若其扩张速率每年5厘米,最多经过一亿年即可造就一个新大西洋;成年期:扩展,加宽,如大西洋;衰退期:受挤压力为主,变窄,如太平洋;结束期:挤压上升。如地中海;遗痕(地缝合线)挤压上升,如喜马拉雅山。
回答了山脉和岛弧等地貌的成因(微机演示板块力的作用与山脉、岛孤的形成关系图)。
板块碰撞在挤压力的作用下,产生一系列高大山脉和岛孤海沟系。如纵贯美洲西部的南北科迪勒拉―安第斯山脉、东亚岛孤海沟系,以及东西向的阿尔卑斯山和我国的喜马拉雅山脉、阴山―天山脉、秦岭―昆仑山脉、南岭山脉等,是板块相撞挤压而形成的。
为人类寻找矿物创造了理论根据。如锡、铜等有色金属多分布在板块的边缘,而煤、石油等沉积矿物多分布在板块比较稳定的低洼地带。我国的大庆油田、胜利油田以及我国西部盆地内的油田的发现,是板块构造理论的贡献(微机演示有色金属分布与全球大大小小板块分布的关系)。
回答了许多生物分布的问题。因为板块运动,使寸草不生的南极洲才有了世界上最大的煤田的分布;才有了澳大利亚大陆的动物和植物具有那样的古老性和特有性。
学生体验:板块学说内在的科学魅力(大陆的运动、海洋的演化和山脉形成)和它所折射出的唯物主义自然观的光芒(世界是物质的,物质是不断运动的,运动是有规律可循的,不存在任何什么神灵与虚幻的世界),使学生领悟到,科学是最伟大的,也是最美的,培养了学生热爱科学的精神;板块构造学说,在探讨山脉和高原的成因,地震活动、矿带分布,古气候状况、生物演化等领域中的作用,使学生领悟,科学技术是第一生产力,可以极大地改善人民的生活和生产的效益,预防各种自然的灾害,保护人类安全。
三 板块构造学说留给后人的不解难题
学习目标:养成批判性继承前人知识的学风。学习方法:查找文献。
板块构造学说并不能解释所有的现象,如大洋中脊两侧的磁异常对称,有的地方并非如此,如南太平洋和北印度洋就非常不同。关于板块驱动力的问题,虽然有关学者提供了多种可能方式,如板块运动的动力源泉是地幔物质的热力对流,但人们对这种热力对流的存在还表示怀疑,没有可靠的证据。
学生体验:板块构造学说的缺点与不足,给学生留下不解难题,为有志于从事这方面研究的学生确立了今后研究的方向和埋下了伏笔,使学生感到,人类未知事物是无穷无尽的,科学研究也是无止境的,每个人只有努力,都可能创造出伟大的成绩来。
总之,板块构造学说的典型案例教学,重视学生的科学探究的过程和内心的体验,充分体现以学生为主体和以教师为主导的教学理念,将科学探究精神、科学研究的方法和科学发现的灵感播撒在学生的心灵,是学生探究素养培养与形成在教学实践中的最好尝试。
参 考 文 献
[1]李四光.地质力学概论[M].科学出版社,1973.
[2]王耀文.地震学概要[M].地质出版社,1960.
[3]中国自然地理编写组.中国自然地理[M].高等教育出版
话说某年某月某日,玉皇大帝召集天下的各类成功人士盗凌霄宝殿一聚。
来的有哪些嘉宾呢?诸葛亮、陆逊、爱因斯坦、爱迪生等等。
正在谈说之间,以个人,摇着羽扇,一看就只是诸葛亮。诸葛亮说:“想当年,曹操老贼又有雄兵百万,战将数千,还不是被我和周瑜烧得一干二净,闻风丧胆。曹操兵败,是因为我多想了一步:北方人只会骑马射箭,不熟悉水性,而南方人熟悉水性。抓到了曹操的弱点说以就赢了。”
着魏格纳说:“我的智商也没像刚才那位诸葛先生,但我每天都望着世界地图看,比别人多想一步,结果让我‘瞎猫碰见死耗子’让我浮现了惊天动地的‘大陆漂移说’,就是因为我比别人多想一步,所以我发现了这个‘大陆漂移说’。” 接着各路人士都纷纷说明自己的成功是源于多想一步。
等各界人士都说完了以后,玉皇大帝宣布:每个神仙都必须坚持每天喝“增智口服液”。