響應(yīng)地學(xué)革命召喚
未經(jīng)授權(quán),不得轉(zhuǎn)載。
20世紀(jì)50年代開始的二三十年間,國際地球科學(xué)界充滿了喧嘩與騷動,從實(shí)證到理論醞釀出一場驚天之變,變在人類地球觀。這場經(jīng)由工程技術(shù)推動的地學(xué)革命,起自“大陸漂移”假說,止于經(jīng)典地學(xué)理論被顛覆、板塊構(gòu)造學(xué)說新建樹。中國地學(xué)界無緣參與這場熱鬧的討論,但不影響成為率先的受益者和驗(yàn)證者,從而豐富這一理論——青藏隊披掛出征正當(dāng)其時,可以現(xiàn)成地借助思想武器,少走彎道而直奔主題。否則的話,高原面上考察可以至為詳盡,地理圖像描述可以至為清晰,但是,當(dāng)?shù)刭|(zhì)學(xué)家面對從南到北一條條裸露著深海物質(zhì)的縫合線,地球物理學(xué)家面對古地磁測定的巖石形成竟在赤道以南,生物學(xué)家面對雅魯藏布南北兩側(cè)迥然有異的古生物區(qū)系群落……每當(dāng)此時,難免困擾。而有了這一學(xué)說觀照就不一樣了,許多問題有了統(tǒng)一答案。就像雅魯藏布大峽谷考察中,當(dāng)菌類學(xué)家卯曉嵐發(fā)現(xiàn)了生長在白蟻穴的雞菌,這一赤道附近生存之物居然出現(xiàn)在北緯29°,發(fā)現(xiàn)者只有驚喜而無疑惑——他的確自言自語過,噢,它們的祖先,連同它們的家園,是乘坐印度大船來自南方??!剩下的問題,只是解釋它們何以能夠繼續(xù)生棲于此。
中國地學(xué)界之所以缺席,除當(dāng)時尚未面向世界開放的現(xiàn)實(shí)背景外,深部原因或可上溯到天圓地方傳統(tǒng)理念。不過,這個遠(yuǎn)因委實(shí)太遠(yuǎn),至少在文化人那里早已視地為“球”,并且“滄海桑田”成語古已有之,若問何以從來無人意識到陸地可能的移動,或許事出有因。16世紀(jì)末,意大利傳教士利瑪竇向中國引進(jìn)第一幅世界地圖,誠為大功一件,并非原圖照搬,而是因地制宜、量身定做:適當(dāng)挪動子午線,將中國版圖居中。今人有說此舉是對其時國人“世界中心論”的迎合,或許不錯;若說是為視圖者提供方便,理由更充分,試想總不好讓中國人看偌大中國,非得把目光瞥向一側(cè)吧!
但是這樣一來,咱們就無法從平面圖上觀察到大西洋兩岸可以契合的現(xiàn)象了。正像傳說中從一個蘋果落地,牛頓悟出了萬有引力那樣,魏格納假說的來歷,相傳也為偶然發(fā)現(xiàn):某一天,德國氣象學(xué)家魏格納閑看地圖,忽見某些現(xiàn)象不可思議——美洲大陸似可與歐亞大陸無縫拼接,南美巴西的凸出,醒目地對應(yīng)于非洲尼日利亞的凹進(jìn);依次看下來,遠(yuǎn)隔大西洋,兩側(cè)不規(guī)則的海岸線居然兩兩吻合,凡此等等,好像它們曾為一體而后反向分離。其實(shí)在他之前,早有不少人注意到這一圖示現(xiàn)象,并為此議論紛紛,只是未做深究,獨(dú)有這個較真的人想要一探究竟,并從此踏上漫漫求證路,果然讓他找到一系列物證:極地有珊瑚化石,南120部非洲有古冰川,南美與非洲的古動物群、古植物群彼此相似;印度和澳洲南部的冰川沉積物居然一體相連,似乎共同經(jīng)歷了一次大陸冰川作用……
魏格納據(jù)此大膽推論,現(xiàn)在分屬幾大洲的陸地,曾經(jīng)同屬一個超級古大陸,位于南極附近,某種力量驅(qū)使它們分離,海水填滿裂縫,幾大板塊各自漂移開來?!按箨懫啤奔僬f就這樣在1912年提出,一些人點(diǎn)頭稱是,“有道理”;一些人搖頭說,“怎么可能”;更多人存疑,拭目以待,畢竟科學(xué)最講論據(jù)——此前在地質(zhì)學(xué)界占統(tǒng)治地位的經(jīng)典理論認(rèn)為,陸地是由地臺和地槽構(gòu)成的,地臺相對穩(wěn)定,地槽倒是動態(tài),但絕非東西南北做水平運(yùn)動,而只會上上下下做垂直運(yùn)動——大陸豈能“漂移”?
遺憾的是功未竟身先死,1930年魏格納殉職于北極格陵蘭冰蓋的冰天雪地。隨著提議者的離去,這一假說一度沉寂,但是大地并未卻步,若干年后人們忽然發(fā)現(xiàn)大陸正在移動,并且這種移動從來也沒有停止過??!
這一“忽然發(fā)現(xiàn)”肇始于20世紀(jì)50年代。二戰(zhàn)后美國海軍為軍事目的做海洋調(diào)查,通過聲波成像技術(shù),首次繪制出大西洋海床地形圖,驚奇地窺見了一個新世界——巨長的海底山脈,為縱向的裂隙深切,兩側(cè)洋脊的磁性條帶呈現(xiàn)規(guī)律性展布:從大洋中脊處向兩側(cè)延伸,直到淺海大陸架,正向與反向的磁條帶相間排列,有條不紊;條帶寬度從幾公里到上百公里不等,長度可達(dá)數(shù)千公里。大西洋,太平洋,相繼發(fā)現(xiàn)這類條帶無一例外地存在于所有大洋之底!正反向相間的條帶正是地球史上磁場倒轉(zhuǎn)的忠實(shí)記錄。同時誕生的古地磁學(xué),可以利用巖石與生俱來的磁性,計算出巖石最初所在位置,例如大西洋兩岸對應(yīng)的巖石形成在同一緯度和地方。呈現(xiàn)規(guī)律性分布的,還不限于磁性條帶,有人繼而注意到大洋中脊處的海洋地殼很薄,年代很新,甚至薄到、新到幾等于零;距離洋脊越遠(yuǎn),洋殼越厚,年代越老;待接近淺海大陸架,洋殼年齡可達(dá)兩億年,漸與陸殼融為一體。分布如此均勻,如此恒定,然而知其然不知其所以然,第一張海底地磁圖于1950年代末出版時,只提示現(xiàn)象,無從解釋。
往下的故事很精彩,可說是一個由技術(shù)革命推動思想革命的范例,可說是即使常規(guī)科學(xué)進(jìn)展之魅力,也不亞于誘人的天方夜譚。一張神奇的海底地磁圖,引發(fā)浮想聯(lián)翩,答案只有一個,看誰捷足先登。這一次不用很久,有人率先提出“海底擴(kuò)張”說,是對海底運(yùn)動現(xiàn)象的綜合歸納:地球深部熔巖自大洋中脊處噴涌而出,冷卻后在兩側(cè)固化成巖,形成海底山脈。新的海洋地殼由此不斷產(chǎn)生,但陸地表面積并未變大,新生之物哪里去了?有心人的追蹤很快有了結(jié)果:玄武巖由于致密而分量夠重,以至于新生的洋殼推動舊洋殼,必然下沉于兩側(cè)具有浮力的陸殼花崗巖之下,重新熔融,以此維持?jǐn)U張與消亡、創(chuàng)造與毀滅的平衡。這一過程中,自然會讓人聯(lián)想起擱置有年的魏格納假說,在“海底擴(kuò)張”之后補(bǔ)充了一句:由于海底擴(kuò)張,推動了大陸漂移。綜合海底擴(kuò)張說和大陸漂移說,聯(lián)系到大陸碰撞,一個激動人心的理論——“板塊構(gòu)造”脫穎而出。新理論的要義是:地球是由相對獨(dú)立的板塊構(gòu)成的,它們承載著陸地和海洋,分離成洋,碰撞造山,移動板塊作用于固定板塊,改變著地球的格局和面貌。假說成真。新理論不僅解釋了海洋的形成、陸地的漂移,也解釋了大陸碰撞的邏輯理論。
一系列新理論構(gòu)成國際地學(xué)革命的核心,人類對于地球的認(rèn)知因之大大向前邁進(jìn)了一步,可稱之為里程碑式重大進(jìn)展。伴隨這一進(jìn)展的爭論激辯持續(xù)到20世紀(jì)70年代初漸趨平息,再晚些時候,已成主流觀點(diǎn),進(jìn)入教科書,進(jìn)入全世界各文種詞典辭海。到今天,更進(jìn)一步的認(rèn)知是,就人類目前掌握的宇宙星河信息,只有我們的地球,是唯一擁有板塊構(gòu)造的星球!
為此有人不無遺憾地說,可惜諾貝爾獎未設(shè)立地學(xué)獎……
缺席新理論創(chuàng)建,不妨礙后發(fā)先至。中國地學(xué)界的貢獻(xiàn)在于:率先將誕生于海洋的理論應(yīng)用于陸地,印證在陸—陸碰撞的青藏高原研究中。以1973年為界,之前國內(nèi)外對于山脈成因的認(rèn)識,是以傳統(tǒng)地學(xué)經(jīng)典理論解釋的,可以稱作“固定論”。其核心要點(diǎn)為,一切變化就地發(fā)生,相應(yīng)描述為:雅魯藏布以北是一巨大地臺,曾被淺海覆蓋;喜馬拉雅則為深海之下的地槽,有物質(zhì)在其上不斷堆積,由于受到擠壓而形成山脈。至于翻上地表的深海熔巖蛇綠巖,則被視為地下物質(zhì)體的侵入,是地幔中熔融的巖漿沿著地殼深大裂隙,侵入到地殼上部冷卻而成……然而多年的考察實(shí)踐,難以自圓其說,令人疑竇叢生。
正是在這一國際地學(xué)新舊交替時代,“常板塊”的故事應(yīng)運(yùn)而生。
1960年,地質(zhì)學(xué)家常承法第一次進(jìn)藏,乘坐“躍進(jìn)牌”大卡車,從格爾木出發(fā),到達(dá)拉薩已是半個月之后。去雅魯藏布,喜馬拉雅,使用的是原始而經(jīng)典的三大件:羅盤、鐵錘、放大鏡,把計步器拴在馬腿上數(shù)步,換算距離……后來他又參與1966—1968年珠穆朗瑪科考,野外工作積累了相當(dāng)豐富的第一手資料,可以想見,一旦被新思想照亮,必將產(chǎn)生質(zhì)變飛躍。
這個“一旦”出現(xiàn)在六七十年代之交,常承法從海量國際地學(xué)信息中,敏銳地捕捉到正在討論中的板塊學(xué)說,頓時豁然開朗——腦海中靜止的青藏大地活動起來,那些不同年代的地體,地體連接處的條帶,蛇綠巖令人生疑的來歷……似乎都在爭相訴說。就像一個面臨著山重水復(fù)境地,又忽見峰回路轉(zhuǎn)的旅人那樣,激動地拿起作為路標(biāo)的板塊理論,并非簡單套用,是創(chuàng)造性應(yīng)用。就在1973年,正當(dāng)國際地學(xué)界還在討論從海洋發(fā)展而來的板塊理論是否適用于陸地時,常先生已在英文版《中國科學(xué)》發(fā)表論文,提出青藏高原由北向南多個地塊、多次拼合的概念,各板塊之間縫合帶的概念,以此解釋青藏地質(zhì)過程,初步搭建起高原大地構(gòu)造基本框架。這一框架——確切地說,是這一主導(dǎo)思想的確立,對于剛剛踏上青藏考察途程的多個學(xué)科所具有的意義自不待言。那一時期不僅常承法言必稱“板塊”,所有人也都跟著“板塊”“板塊”起來。按照青藏隊野外習(xí)慣,大家給他取的雅號就叫“常板塊”。
有了新理論武裝,對于地球深部的探察就成為必需。青藏隊首役藏東南告捷,1974年擴(kuò)容,地球物理即為首先考慮的新增學(xué)科,且是陣仗可觀、動靜最大的一支。這一年滕吉文率隊前來還只是預(yù)察,次年再來,浩浩蕩蕩幾十部車、上百號人,戰(zhàn)線也長,幾百公里乃至上千公里布防,做什么?人工源地震!
這就體現(xiàn)了工作形式的差別。地質(zhì)所是簡稱,全稱是中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理所,兄弟學(xué)科面對同一個固體地球,相輔相成,一在淺表,一在深層;一個是手持地質(zhì)錘的敲打叩問,一個是動用了TNT的大聲斷喝;地質(zhì)學(xué)家尋找觀察裸露于地面的一條條縫合線,地球物理學(xué)家穿過地表,偵測印度—?dú)W亞板塊陸陸碰撞;地質(zhì)學(xué)家不負(fù)責(zé)測算地殼、巖石圈厚度,那是地球物理學(xué)家的分內(nèi)事。新中國成立30年間,青藏研究一直都由中國人自己在做,但即便占盡地利之便,在地球物理方面仍是困難重重,唯有借助這樣的大規(guī)??疾熘畽C(jī),才有可能上馬;唯有借助多方力量,才有可能完成——頭一年預(yù)察之后,決定了第二年計劃:從藏北納木錯到藏南、直到喜馬拉雅南麓的亞東,要在長達(dá)400公里地段若干湖泊實(shí)施水下爆炸,進(jìn)行國內(nèi)有史以來第一條人工源地震實(shí)驗(yàn),也是人類歷史上首次在青藏高原進(jìn)行的地球物理探察。要求爆炸激發(fā)的地震波向下傳導(dǎo)不少于80公里,直達(dá)上地幔,以從中獲取的信息數(shù)據(jù),去反演地下結(jié)構(gòu)屬性、介質(zhì)空間,及其深層動力過程——這實(shí)驗(yàn)有些像X光透視,只不過是通過地震波,看不到實(shí)景而已——要做到這一點(diǎn),首要的工作是架設(shè)地震臺,以便從事重力觀測,地磁場的、地?zé)釄龅?、地震波場的等等一系列觀測,一項(xiàng)浩大工程。
準(zhǔn)備工作從北京到成都,滕吉文去總參,去成都軍區(qū),征得關(guān)鍵支持:特派一個運(yùn)輸連隊,無償提供并運(yùn)送首批500噸炸藥;西藏軍區(qū)特派舟橋部隊和工兵現(xiàn)場操作,特派通信兵負(fù)責(zé)聯(lián)絡(luò)。鑒于400公里戰(zhàn)線漫長,觀測人手不足,滕先生又從成都地質(zhì)學(xué)院(后更名為成都理工學(xué)院)“借”來一個班40名大學(xué)生,權(quán)作實(shí)習(xí)課程。待大大小小幾十部車輛滿載各種設(shè)備和人員大舉進(jìn)藏時,這個地球物理分隊在青藏隊得一最“?!毖盘枺骸皺C(jī)械化部隊”。就這樣,書生聯(lián)手工兵,任務(wù)圓滿完成。如此形成的軍地合作模式,恐怕舉世也無雙,以至于1980年青藏研究向世界開放,第一次與法國人商討合作事宜,滕吉文一群專家在業(yè)務(wù)方面侃侃而談,主導(dǎo)了話語權(quán),一旦涉及資金投入,不免語塞——以往人力物力大部由軍方無償支援,其余部分國家投入,歷來不計成本,不操心錢,對于經(jīng)費(fèi)預(yù)算,概念全無。
通過最初幾年的工作,滕吉文、熊紹柏、尹周勛等人就發(fā)現(xiàn)了從恒河平原北緣穿過喜馬拉雅直到雅魯藏布,寬度足有500公里區(qū)間兩大板塊碰撞擠壓過渡帶,北界在藏北南緣的當(dāng)雄縣境,印度板塊的物質(zhì)俯沖到此才算消停;提供了雅魯藏布江這一深大斷裂帶南北兩側(cè)地殼的初步模型,測得雅江地區(qū)以及高原主體,地殼巨厚,最厚達(dá)75公里,是平均為35公里的地球陸殼厚度的兩倍多一點(diǎn);但在高原邊緣,例如喜馬拉雅,卻只有50公里厚度,當(dāng)屬異常現(xiàn)象,因?yàn)榘凑罩亓庋a(bǔ)償學(xué)說,山勢高,之下地層必厚,猶如水中橫木,浮出部分高,下沉部分就深,換言之山有多高,根就有多深。20世紀(jì)初該學(xué)說創(chuàng)始人、美國重力學(xué)家艾瑞,就曾斷言過喜馬拉雅山的重力是均衡的,但我們的地球物理學(xué)家做了重力場測量結(jié)果,大感意外:這座世界最高山竟然沒有山根!從中說明的科學(xué)問題是,內(nèi)部深層還在進(jìn)行著劇烈的物質(zhì)和能量的交換,隆升尚未停止,來不及均衡。
在對于高原巨厚地殼成因討論中,早年曾有西方科學(xué)家推論為“雙層地殼說”,中國科學(xué)家則依據(jù)爆炸地震、重力和大地電磁測深所得各項(xiàng)數(shù)據(jù),提出此為印度板塊“揳入”藏南下地殼模式,最終形成完整地殼的論點(diǎn)。
在接下來對于高原隆升機(jī)制和動力學(xué)過程研究中,各方觀點(diǎn)眾多,各有所據(jù)、各執(zhí)己見。據(jù)《青藏高原研究學(xué)科發(fā)展報告(2009—2010)》所列相關(guān)高原隆升的地球動力學(xué)模型,統(tǒng)計國內(nèi)外權(quán)威機(jī)構(gòu)各研究團(tuán)隊所建立的,各有5種,共計10種。不過,對于我們普羅大眾而言,在那些不同之間,似乎看不出天差地別,滿眼皆是動態(tài)詞組,剛性地體之下,仿佛始終處在不眠不休的運(yùn)動之中:洋殼俯沖、地殼增厚、陸內(nèi)匯聚、重力均衡、擠壓揳入、拆離滑脫、反向逆沖、斷裂傾斜、推覆變形、走滑拉張……沉降的,重熔的,逃逸的,一度安靜下來又被激活的……
總之,從板塊運(yùn)動到隆升機(jī)制,涉及地球深部最原始的驅(qū)動力,多少年多少人都在努力探討,可是迄今依然為“之謎”?;蛘唠m能自圓其說,但是難獲公認(rèn)共識。所以有人感慨“在地質(zhì)學(xué)上沒有最后一句話”,更多人則寄望于青藏研究,“打開地球動力學(xué)的鑰匙在青藏高原”這句話,就是這樣來的。即使現(xiàn)代科技之高超,向上可達(dá)深空,向下可抵深海,唯獨(dú)對于腳下大地深處,迄無良策直接觀察。曾有蘇聯(lián)科學(xué)家雄心勃勃想要一探究竟,最深鉆孔不
過10多公里,勞民傷財,收效甚微,影響到全世界跟著灰心,迄今無人嘗試。
地球物理的學(xué)問距離現(xiàn)實(shí)生活很遠(yuǎn),一般人可以完全不懂也不妨礙什么,只有極少數(shù)人才會去孜孜以求。還有更難懂的最學(xué)術(shù)的,一般人聽來一頭霧水,個別人卻如獲至寶。比方說,1980年在北京召開青藏高原科學(xué)討論會,十幾個國家的科學(xué)家趕來參會,美國學(xué)者皮特·莫爾納一見到滕吉文,迫不及待詢問青藏高原的上地幔速度,滕先生馬上回答:8.15±0.05公里/秒。那位已很著名的科學(xué)家一聽,高興得竟至于跳將起來——這就是專家與大眾的區(qū)別。
未經(jīng)授權(quán),不得轉(zhuǎn)載。
版權(quán)聲明:凡注明“來源:中國西藏網(wǎng)”或“中國西藏網(wǎng)文”的所有作品,版權(quán)歸高原(北京)文化傳播有限公司。任何媒體轉(zhuǎn)載、摘編、引用,須注明來源中國西藏網(wǎng)和署著作者名,否則將追究相關(guān)法律責(zé)任。
- 臺灣9月工業(yè)生產(chǎn)指數(shù)轉(zhuǎn)負(fù) 同比下降0.75%
- 蔡陣營總督導(dǎo)辭職退黨 臺報:政治家族兩頭下注?
- 韓國瑜競總11月9日成立? 國民黨:誤傳!日期未確定
- 楊明杰寄語兩岸學(xué)者:當(dāng)前兩岸關(guān)系階段 勿過分強(qiáng)調(diào)雙方分歧
- 九百余臺資企業(yè)落戶上海 兩岸技術(shù)性人才展身手大有可為
- 張簡珍接任上海市臺協(xié)第九屆會長
- “淘寶臺灣”正式上線 阿里看好臺網(wǎng)購市場潛力
- 數(shù)萬只大雁停歇吉林敬信濕地
- 2020年度陜西基礎(chǔ)教育宣傳工作會議召開
- 南昌市在田作物受旱面積18.28萬畝 尚未出現(xiàn)人畜飲水困難情況

中國西藏網(wǎng)微博
中國西藏網(wǎng)微信






