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三疊紀以來全球板塊運動概述(十四)

2018/10/05   維加斯新聞報
劉文旺

    六、大西洋的形成(一):
    前面我們重點分析了亞洲-太平洋方向的板塊的產生與運動的情況。那裡是我的新理論中關於轉動慣量的差異造成板塊的產生與運動的典型事例。即由於太平洋板塊的轉動慣量小於其東西兩側的歐亞板塊和美洲板塊,尤其是大西洋的形成使其下沉加劇,其擁有的轉動慣量進一步減小,東移速度加快。因此,一方面,其東移速度大於美洲大陸的東移速度,這使其在擠壓美洲大陸的同時,逐漸消失在美洲大陸下使其出現大洋中脊的東西不對稱性;另一方面,由於其東移速度大於歐亞大陸的東移速度,因此,太平洋板塊逐漸脫離亞洲大陸向東移動,這就造成了亞洲大陸東側的擴張——斷裂出大陸島,形成我們今天見到的第一島鏈及其後面的大海、海灣等,同時在太平洋的西側產生新的大洋板塊。這些事實都是現有的板塊理論所不能解釋的。
    下面我們在分析一下大西洋的產生過程。這一過程中分體現了我的新理論中的大陸板塊熱膨脹造成板塊的隆起,一方面,產生斷裂為後來的新版塊的產生奠定了基礎;另一方面,也積累了重力勢能,而後產生的新版塊的運動提供了能量的支撐。
    我們簡述如下:
    在二疊紀末,地球上的各大板塊聚集在一起形成盤古大陸,它大體上是由南側的岡瓦納大陸和北側的勞亞古陸組成。我們知道,相對于大洋板塊而言,大陸具有較大的厚度,因此,散熱能力差一些,尤其是當其聚集在一起形成形成足夠大的表面積的時候,其產生的熱能不能及時散失造成溫度的升高產生膨脹、隆起現象。在太平洋板塊發生劇烈俯衝消失在美洲大陸下的過程中,處於隆起擠壓狀態的盤古大陸開始在自身重力作用下產生重力下滑運動,彼此分開。
    最初先是從北美洲東部與非洲西北部拼連處分裂,出現了中大西洋。到了1.35億年前的侏羅紀末期,中大西洋向北大西洋擴展到格陵蘭島西部,而南美洲與非洲已經裂開,經過6千萬年左右的板塊張裂運動,南大西洋已發展成一個大洋,而北大西洋又向北延伸,使格陵蘭島與歐洲分離。到第三紀以後,已經形成了與北冰洋相通的S形大西洋,直到現在北大西洋海嶺和南大西洋海嶺中脊,仍是地幔物質上湧形成新洋殼的地帶,說明大西洋還在繼續擴展中。不過讓現有地幔對流理論傷心的是,在這裡找不到板塊的俯衝消失區域。
    我們知道板塊重力下滑運動的下滑力很大,遠大於地幔對流產生的拖曳力。但是在這裡找不到大洋板塊的俯衝過程,但是,大西洋仍處在不斷的擴張之中。這樣就需要為板塊的運動找到一個驅動力。
    早在19世紀末,地質家學休斯已認識到地球南半球各大陸的地質構造非常相似,並將其合併成一個古大陸進行研究,並稱其為岡瓦納古陸,這個名稱源於印度東中部的一個標準地層區名稱(Gondwana)。岡瓦納古陸包括現今的南美洲、非洲、馬達加斯加島、阿拉伯半島、印度半島、斯里蘭卡島、南極洲、澳大利亞和新西蘭。它們均形成於相同的地質年代,岩層中都存在同種的植物化石,被稱為岡瓦納岩石。杜托特用以證明勞亞古陸和岡瓦納古陸的存在和漂移的主要證據,是來自地質學、古生物學和古氣候學方面。
    學者們所提出的勞亞大陸存在的證據,主要有以下5個方面:
    1、根據大陸坡中點(海平面以下2000米)等深線,北美洲東岸和歐洲西岸可以拼接起來。
    2、地質上的連線性。北蘇格蘭赫布裡底群島的山系,與加拿大拉布拉多半島同期片麻岩山系對應;歐洲西北部連接斯堪的納維亞、蘇格蘭和北愛爾蘭的古生代中期的加里東山系,與北美洲東部的阿巴拉契亞山系對應;晚古生代褶皺山系自歐洲中部經法國中西部和英國南部,可延至北美洲東部而與阿巴拉契亞山系相連;北美洲東部、英國、挪威南部、波羅的地區、格陵蘭和斯匹茨貝根等地都有泥盆紀陸相老紅砂岩分佈;格陵蘭島東西兩岸、冰島、蘇格蘭、愛爾蘭、法羅群島和赫布裡底群島上都有大面積第三紀夾煤層;格陵蘭西北部與北美洲北端埃爾斯米爾島上的古生代地層對應。
    3、古生物的一致性。北美洲東部與歐洲西部石炭紀熱帶植物群有相同的組合;歐洲、亞洲和北美洲地層中都發現有袋類哺乳動物始祖的化石;7000~8000萬年前,歐洲、亞洲及北美洲都有有胎盤哺乳動物生存。
    4、古氣候方面的證據。前的造礁珊瑚在北美洲東部和歐洲西部都存在;北美洲與歐洲的乾旱氣候也相對應。
    5、古地磁方面的證據。北美洲和歐洲拼合後的磁極遊移曲線基本吻合,尤其是至三疊紀吻合程度最高;歐洲和西伯利亞的磁極遊移曲線,自三疊紀以來吻合程度最高;據現有資料,中國的磁極遊移曲線三疊紀後也接近西伯利亞。
地質資料表明,在北半球形成了幾個相對穩定的地台區,如北美地台、東歐地台、西伯利亞地台和中國地台等。在這些地台間分佈著活動性較大的地槽區。早古生代晚期或末期,部分地槽區褶皺隆起,轉為相對穩定。從而,北歐與北美聯為一體,稱為勞俄大陸。按板塊構造學說,北美洲與歐亞大陸間曾存在一個“原始大西洋”,或稱“愛阿派塔斯”,和時張開,志留紀時收縮,到晚古生代中期閉合。晚古生代中期至末期,烏拉爾地槽區和天山-興安地槽區全部褶皺隆起,結束了活動狀態,導致東歐地台、西伯利亞地台與塔里木-中朝地台的連接。從此,形成了統一的北方勞亞大陸。
到了中生代開始,大西洋重新開裂,至新生代北大西洋基本形成,北美洲與歐洲大陸再次分離,格陵蘭島也逐漸脫離歐洲大陸。至於亞洲與北美洲之間的白令海峽,直至晚第三紀仍是東西半球陸生脊椎動物的通道,才陷落成為淺海。
勞亞古陸是歐洲、亞洲和北美洲的結合體,這些陸塊即使在現在還沒有離散得很遠。勞亞古陸有著很複雜的形成和演化歷史,它主要由幾個古老的陸塊合併而成,其中包括古北美陸塊、古歐洲陸塊、古西伯利亞陸塊和古中國陸塊。在晚古生代(距今約3億年前)這些古陸塊逐步靠擾並碰撞,大致在石炭紀早中期至二疊紀(即2億至2億7千萬年前)才逐步閉合。古地質、古氣候和古生物資料表明,勞亞古陸在石炭~二疊紀時期位於中、低緯度帶。在中生代以後(即最近的1-2億年間)勞亞大陸又逐步破裂解體,從而導致北大西洋擴張形成。研究表明,全球新的造山地帶的形成和分佈,都是勞亞古陸和岡瓦納古陸破裂和漂移的構造結果。在這過程中,大陸岩塊的不均勻向西運動和離極運動的規律十分明顯。總的看來,勞亞古陸曾位於北半球的中高緯度帶,岡瓦納古陸則曾一度位於南半球的南極附近;這兩個大陸之間由被稱為古地中海(也稱為特提斯地槽)的區域所分隔開。
    下面是這一過程的連圖闡述:
    古生代早期的海洋在泥盆紀時期閉合,形成了盤古大陸的前身。
    在石碳紀早期,位於歐美大陸及岡瓦那大陸之間的古生代海洋開始閉合,形成了阿帕拉契山脈和維利斯堪山脈。
在晚石碳紀時,由北美及北歐所組成的大陸與南方的岡瓦那大陸發生碰撞,形成了盤古大陸的西半部。

    到了古生代末期,絕大部分在潘諾西亞超大陸支解期間張開的海洋,都由於後來大陸與大陸之間碰撞,並形成了新的超大陸盤古之後耗盡了。以赤道為中心,盤古大陸從南極延伸至北極,並將古地中海與古太平洋分隔在東、西兩側。

    在石碳世晚期,位於盤古大陸中部寬廣的山脈則形成了赤道高地。在二疊世中葉,聚集在一起出現的盤古大陸地下核裂變物質產生的熱能不能及時散失造成盤古中央山脈隆起並往北移動到北美及北歐,因熱漲而持續抬升的山脈則阻擋了赤道風帶吹送而來的水汽。

    盤古這個字的意思是所有的大陸,雖然我們稱為盤古的這塊超大陸形成於古生代末期,但是這塊超大陸在當時並未完全包含所有的陸地,就在東半球 - 古地中海的右側,仍然有分離於超大陸之外的陸地。這些大陸就是南、北中國陸塊,以及一塊長形狀的辛梅利亞大陸。辛梅利亞大陸包含的部分有土耳其、伊朗、阿富汗、西藏、印度支那和馬來亞。這塊大陸似乎是晚石碳到早二疊的期間,從岡瓦那大陸「印度 - 澳洲」的邊緣分離開來。結合了中國陸塊,辛梅利亞大陸朝著歐亞大陸往北移動,最終在晚三疊世時,撞上了西伯利亞(Siberia)的南緣。於是就在亞洲這些破碎陸塊互相撞擊之後,世界上所有的陸地於是全部加入了超大陸,形成名符其實的盤古大陸。
    大約在三疊紀時期組合而成的盤古大陸, 它的形成是始於泥盆世,經由大陸與大陸彼此之間持續的碰撞,一直持續到三疊紀晚期,才導致了這塊超大陸的成形。

    盤古大陸並沒有立刻就支解開來,它是以相類似的三個階段分裂成較小的陸塊。第一階段在侏羅世中葉(大約距今一億八千萬年前),張裂的活動開始進行。經過一個階段,沿著北美東岸、非洲西北岸和大西洋中央的火成活動,將北美向西北方推移了開來。在南美與北美互相遠離的同時,墨西哥灣開始形成。就在同一個時刻,位於另一邊的非洲,由於延伸在東非、南極和馬達加斯加邊界的火山噴發,預告了西印度洋的形成。在這期間,由於南北半球的轉動慣量不同。造成了南半球相對于北半球的向活動運動,這也加速了南北美洲大陸的分離。

    在中生代的時期,北美和歐亞大陸是同一塊大陸,被人們稱為勞倫西亞。當中央大西洋開始張裂,勞倫西亞大陸於是順時針旋轉,把北美洲往北方推送,歐亞大陸則向南移動。勞倫西亞大陸這種順時針的運動,導致了當初將它從岡瓦那大陸分離開來的V型古地中海開始閉合。
    這裡的旋轉運動體現的是巨大的板塊南北兩側的高度不同,較高的一側轉動慣量大,隨地球自轉的東向運動速度慢,而地勢較低的地區轉動慣量較小,隨地球的自轉的東向運動速度較大,從而產生較明顯的旋轉。
在早侏羅世,東南亞聚合而成。一片寬廣的古地中海將北方的大陸與岡瓦那大陸分隔兩處。雖然此時盤古大陸仍是完封不動,但是大陸分裂已經漸漸拉開了序幕。

    盤古大陸在侏羅世中期開始分裂,到了晚侏羅世,中央大西洋已經張裂成一狹窄的海洋,把北美與北美東部分隔開來。東岡瓦那也同時與西岡瓦那開始分裂。
    到了白堊紀時期,南大西洋張開。印度從馬達加斯加分離開來,並加速向北,往歐亞大陸碰撞的地點前進。值得注意的是北美洲與歐洲此時仍然相連,而且澳洲大陸此時也還屬於南極洲的一部份。
    盤古大陸分裂的第二個階段開始于白堊紀的早期,大約一億四千萬年前。岡瓦那大陸不斷地變得破碎,包括南大西洋的張裂,隔開了南美和非洲;以及印度和馬達加斯加一起從南極洲漂移開來;還有發生在澳洲西緣的東印度洋張裂等等。此時的南大西洋並沒有立刻打開,而是像拉開拉鍊一般地由南向北漸漸張開。這也是為什麼南大西洋比較寬的原因。

    另外有一些重要的板塊運動事件也發生於白堊世時期。這包括:北美與歐洲開始漂移開來,伊伯利亞半島以逆時針方向旋轉離開法國,印度從馬達加斯加分離開來,古巴與希斯盤紐拉太平洋衍生出來,洛磯山脈的抬升,外來的陸塊藍格爾、史提金尼亞到達北美洲西緣。

    白堊紀時期淺海覆蓋了大部分的陸地所導致。造成這種現象的原因就是大陸的解體地下岩漿的溢出造成大陸地勢降低。這也證明了我的大陸熱漲隆起產生板塊極其運動的理論的正確性。白堊世晚期印度板塊則也越來越接近亞洲的南緣。
    大西洋的開裂原盤古大陸下的岩漿溢出,造成大西洋兩側的大陸板塊在向大西洋的一側發生坍塌,地勢降低。同時擠壓板塊的岩漿向相反方向運動,在大西洋的西側大陸出現東低西高的趨勢,在大西洋的東岸,大陸則呈西低東高的趨勢。加上西側太平洋板塊的阻擋,就造成在北美洲的西側出現洛磯山脈,完全一樣地,在南美洲的西側出現安第斯山脈。南北連成一線形成科迪勒拉山脈;相反,在大西洋的東側的歐洲方向,由於大陸板塊的傾斜,擠壓低下岩漿向東,南方向遷移造成板塊的擴張。在歐洲地中海方向,這一擴張造成阿爾卑斯山脈的隆起。在亞洲方向大約在五千萬到五千五百萬年前,印度開始撞上亞洲大陸。這阻止了地下岩漿的繼續南移。形成了西藏高原和喜馬拉雅山脈,中南半島也因此從海平面以下露出洋面。在非洲方向,板塊下岩漿的迅速東移造成非洲東部不斷隆起、斷裂,先後分出印度半島、馬達加斯加島及東非高原的崛起。原本與南極大陸相連的澳洲陸地,也在此時開始迅速向北漂移。

   
 
    十分有意思的是,按現有的地幔對流說,地下岩漿的溢出,推動大洋中脊兩側的大洋、大陸板塊運動。對流產生的推動力是各向同性的。因此,推動澳洲大陸向北運動的裡應該等於推動南極大陸的力。但是,我們只見到了澳洲大陸的向北運動,而沒有見到南極大陸的再運動,這是為什麼?地幔對流說怎樣解釋這一現象?
    還有,太平洋板塊在中脊東西兩側的大洋板塊是不對稱的,那麼按對流推動板塊運動的理論可知,這裡的對流推動西側大洋板塊的力應該等於推動東側的大洋板塊的力。這樣就會使東側的殘存的大洋板塊迅速消失在南美洲大陸之下,而此不是事實。這是為什麼?!
    這就從物理定律的角度否定了地幔對流推動板塊的產生與運動的理論。


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