“左右地球科学发展的重要假说”..doc

转引“左右地球科学发展的重要假说”就地球演化、大地构造及地球动力学方面，目前提出的对地学界影响较大的假说，主要有地球膨胀说、地球收缩说、地球脉动说、地槽与地台说、海底扩张说、地幔对流说、地幔柱假说、板块构造说、潮汐说、地球自转说、地洼说、涌流构造说等。下面，我们对其进行简单介绍。地球收缩说地球收缩说是最早的一种地球动力学假说，源于皱缩苹果与冷却地球的直观对比。这一假说通常按Jeffreys（1929）的提法表述。假定地球起初是一个炽热的天体，在其发展的早期，分异为一个铁质的核部和一个基本上是硅质的幔部。幔部从液态铁核处的基底开始向外凝固，通过传导而不是对流逐渐冷。从地心到地表700km以下的范围内，从地球开始凝固以来还没有来得及发生任何显著的冷却或体积变化。在700-70km的深度区间内，传导所引起的冷却正在发生，致使这一层收缩，并因围绕内核受到拉张而处于内部拉伸状态。在靠近地表处，岩石早已冷却，靠太阳辐射维持热平衡，不会有大的温度变化。在浅于70km的范围内，处于一种内部压缩状态。70km深处为无应变面。收缩假说基本上是一种固定论，无法解释板块运动或大陆位移。更有甚者，收缩说认为全球的应力场是同样的，无应变面以上是压缩，无应变面以下是拉伸。这和地球的实际应力状态大相径庭。有人详细考察全球大陆和大洋的分布，发现大部分大陆和大洋是正相对应的。还提出过四面体收缩来解释这种分布。它所依据的假说是，一个收缩的球体趋向于缩成具有最小体积的四面体形。四面体的四角将与大陆相对应，它的面则与大洋盆相对应。调整四面体的尺寸，还可以解释大陆和大洋面积的比值为1：2。Davison （1888）提出过类似设想：地球只在上层中发生收缩（由冷却引起），这些层处于内部引张的状态。由于大陆压力的影响，大陆之下的引张量必将远小于大洋区下的引张量。这种状况趋于使大洋盆地更进一步沉降，而且也是导致大洋盆地成为永久性的一条物理上的原因。任何造山效应都是在大洋与大陆交接的地方表现得最为突出，这就使人们提出了大地生长的思想。对四面体收缩说的主要批评意见是，从性能上看，地球最上层的皮无法阻止其本身的面积因切向力的作用而发生改变。此外，这样一个外壳的变形理论似乎表明，这种变形应该是屈曲，而屈曲球壳的变形是对称于一条直径的，其形状的偏离由一系列沿着以对称直径为轴的平行纬圈的球调和函数给出。这就反把四面体收缩的设想给排除了。早期的收缩说一直流行至20世纪50年代。由于地球在地质历史进程中很可能发生过某种收缩，因此，对收缩说的研究并没有因它有上述明显不足而终止。后来还发展过两种收缩假说。第一种是弹性不稳定说。按这种假说，当地球变冷时，岩石圈因褶皱作用而变弯（皱缩的苹果）。Jeffreys （1962）认为，这种皱缩幅度极大，以致它们在弹性上可能不稳定，即断裂-收缩假说（Jeffreys， 1962； Meyerhoff et al.， 1972）。MacDonald（1963）论证，由于放射性元素衰变产生的热量，地球并不是一开始就产生收缩，而是一直到最后的11亿年前左右才有收缩发生。他主张的收缩模式也是断裂-收缩模式。最近Meyerhoff et al.（1992）等提出了一种全球构造的新概念-涌流构造，把地球的收缩作用作为构造运动的触发器。可见，虽然单独的收缩作用不能解释所有构造运动的成因，但地球的收缩作用在地球动力学中的影响仍是需要考虑的。地球膨胀学说地球膨胀说认为地球一直在不断膨张。从1620年培根（F. Bacon）提出地球膨胀的观点以来，曾经提出过好几个地球膨胀的假说，来解释造山运动和大陆及大洋的形成等。膨胀说假定地球是由若干层组成的，最顶上一层代表地壳，其下相邻的一层代表膨胀层。造山效应就发源于这个膨胀层，所产生的应力又转而使地壳屈服。这一假说可以岛弧和海沟的形成以及造山要素之间的联系做出解释，特别是能解释海洋造山运动。也有人用地球膨胀作为大陆的成因。例如Hilgenberg（1933）根据大陆可以拼合为一个球面的实况，认为初期的地球比现在小得多，并被硅铝壳所覆盖，后因地球膨胀，体积增大，硅铝壳因受拉张而破裂，其碎块逐渐分离形成大陆。与此同时，地球的大洋也随表层的崩解而形成和发展。地球的洋脊、裂谷系统理所当然地被地球膨胀论者作为支持其据说的重要证据。据推测，膨胀是从像大西洋中脊那样的大破裂口开始的。随着对洋脊、裂谷系探测研究的深入开展，20世纪50-60年代以来，地球膨胀说一度又显得十分活跃。Carey（1976）把大陆漂移、海底扩张和地球上各级规模的构造都归因于地球的膨胀。他提出，地球的膨胀是非对称的，南半球比北半球膨胀得更显著，因此所有大陆皆向北移动，而所有环绕太平洋的大陆看来正向着太平洋运动。地球膨胀说的主要问题是其难以解释地球膨胀所引