第一章
太平洋成因之謎
太平洋是當代地球上最大的構造單元,而在海底擴張和板塊構造說中的古太平洋,則更是前所未有的巨大。與後來的大西洋、印度洋和北冰洋相比,它有著許多特有的、與眾不同的演化史,如環太平洋的地震火山帶,廣泛發育的島弧—海溝係,大洋兩岸地質構造曆史的顯著差異……這就使許多人相信太平洋可能有著它自己與眾不同的成因。如果像海底擴張論所講的那樣,大西洋、印度洋和北冰洋都是由於海底擴張的原因由古太平洋孕育而成,那麼,作為母親的古太平洋成因又該如何解釋呢?
長期以來,科學家們提出過許多關於太平洋成因的假說,其中最引人注目的是19世紀中葉,喬治·達爾文(1879年)提出的“月球分出說”。
達爾文認為:地球的早期處在半熔融狀態,其自轉速度比現在快得多;同時在太陽引力作用下會發生潮汐。如果潮汐的振動周期與地球的固有振動周期相同,便會發生共振現象,使振幅越來越大,最終有可能引起局部破裂,使部分物體飛離地球,成為月球,而留下的凹坑遂發展成為太平洋。
由於月球的密度(3341克/立方厘米)與地球淺部物質的密度(包括地幔頂部橄欖岩層在內的岩石圖的平均密度為32~33克/立方厘米)近似,而且人們也確實觀測到,地球的自轉速度有愈早愈快的現象,這就使喬治·達爾文的“分出說”獲得了許多人的支持。
然而,有些研究者卻指出,要使地球上的物體飛出去,地球的自轉速度應該非常快,亦即一晝夜的時間不得大於1小時25分。難道地球早期有過如此快的旋轉速度嗎?這顯然很難令人相信。再者,如果月球確是從地球飛離出去的,那麼月球的運行軌道應在地球的赤道麵上,事實卻不是如此。還有,月球岩石大多具有古老得多的年齡值(40~455億年),而地球上已找到的最古老的岩石僅38億年,這顯然也與飛出說相矛盾。
20世紀50~60年代以來,由於天體地質研究的進展,人們發現,地球的近鄰——月球、火星、金星、水星等——均廣泛發現有隕石撞擊坑,有的規模相當巨大。這不能不使人們想到,地球也有可能遭受到同樣的撞擊作用。1955年,法國人狄摩契爾最先提出,太平洋可能是由前阿爾卑斯的流星撞擊而成的。他還認為這顆流星可能原是地球的衛星,直徑幾乎為月球的兩倍。此後,還有一些人提出了類似的觀點。可惜多屬臆測,沒能提出足夠的證據。
近年,我國學者在研究了月球等類地天體的地質特征後,對比月球上凹陷的五海,進一步論證了太平洋係撞擊形成的可能性。
月海,是月球早期小天體猛烈轟擊形成的近似於圓形的窪地,其底部有稍後噴溢的暗色熔岩物質(月海玄武岩)所充填。這一點已被現代科學的考察所證實。月球上最大的月海——風暴洋麵積達500萬平方千米。中國學者認為太平洋與月海具有如下的共同特征:
月海在月球上的分布是不均勻的,集中在月球正麵的北半球,太平洋也偏隅於地球一方,這反映了早期撞擊作用的隨機性。
月海具有圓形的外廓,並比月陸平均低2~3千米;太平洋也大致呈圓形,比大陸平均低3~4千米。
地球的大陸由年代較老、密度較小的矽鋁質岩石構成,而海洋則由年代較近、密度較大的玄武質岩石組成;月球也是這樣,月海也由年齡較小的玄武岩組成。
地球上的大陸地殼厚度較大,介於30~50千米之間,洋殼較薄,一般為5~15千米;月球也有類似情況,月陸殼一般厚40~60千米,月海殼則一般小於20千米。
重力測量證明,月海具有明顯的正異常。太平洋的情況比較複雜,但比周圍大陸也具有較高的重力值。
月海周圍有山鏈環繞,而太平洋周圍也有山鏈。
在太平洋底發現有邊緣和中央海嶺,而在一些較大的月海中也同樣可見有堤形的隆起,分布於月海中央和邊緣。
太平洋東部具有以島弧、邊緣海組成的,從洋殼過渡為陸殼的過渡區,在一些月海邊緣也可見有所謂“類月海”的過渡區。
這種比較說明,太平洋是在地球早期形成時的巨大撞擊盆地。一部分學者認為:
地球上的海洋形成於早期的地球大致上達到了現在的質量時。這時,地球具有強大的引力吸引周圍的固體物質,致使周圍的一些固態物質以極高的速度(112米/秒)撞向地球。如此劇烈的碰撞必然會產生極高的溫度。這種溫度估計可達10萬攝氏度,因而足以使碰撞物體本身和地球表麵碰撞區的物質完全汽化。碰撞以後,地球表麵由此而形成的熱點很快會冷卻下來,留下一個坑陷區。過一段時間,接踵而來的碰撞又會造成另一些熱點和坑陷。這其中最大的一個,就成了後來的古太平洋洋盆。
然而,這仍然隻是一個推論。因為在漫長的地史時期中,太平洋盆地已經曆了多次的劇變,原來的古洋盆麵目不複存在,在這種情況下,要真正弄清古太平洋的來源,還有大量的驗證工作要做。太平洋真的會關閉嗎
太平洋是世界上最大的海洋,占全球總麵積的32%,全球海洋總麵積的46%,它比世界全部陸地的麵積還要大。包括邊緣海和海灣在內,太平洋的麵積約1797億平方千米,容積為7237億立方千米,平均深度為4028米。按順時針方向,太平洋與南極洲、澳大利亞、印度尼西亞群島、馬來半島、中國、西伯利亞、北美洲和南美洲接界。
太平洋西南界的劃分問題尚有爭議。大多數學者認為,太平洋的西南界線,應從馬六甲海峽開始,沿著新加坡的子午線向東,經過蘇門答臘、爪哇、羅地島、帝汶島,與澳大利亞會合。這樣就把帝汶海、阿拉弗拉海和卡奔塔裏灣也算入太平洋內。有一些學者則不同意這種劃法,他們認為,應該把這些水域的一部分或全部,劃歸印度洋。對沿澳大利亞東海岸到巴士海峽路邊界線,也有兩種劃法。有些權威學者把界線劃在巴上海峽的西麵,另一種意見則主張把界線劃在海峽的東麵。
太平洋西部邊界位於塔斯馬尼亞島的下方,東經14度線上。東部邊界與西部邊界相似,一般認為,在合思角和南極半島之間的最短距離線上。但有些人主張把界線劃在斯科舍島周圍,按照這種劃法,斯科合海應包括在太平洋內,而不是大西洋內。
雖然有些人喜歡用橫跨白令海峽西北端的東西線為界,但太平洋北部邊界通常在白令海峽北極圈的緯度上。南麵的邊界是南極洲,除非把南大洋也劃出是一個獨立的大洋。如果是這種情況,邊界線在南緯55度上,另一種人的意見是在南緯60度上。
太平洋是最古老的海洋,5億年前,地球就是由以太平洋為中心的一片古海洋和以非洲、南美、澳大利亞、印度洋和南大西洋合成的一塊古大陸組成的。今天歐亞大陸的大部分當時全是海洋。此後,太平洋逐漸收縮,伴隨的是大西洋的不斷擴張。自三疊紀(距今23~19億年)以來,大西洋從無到有,不斷擴大其領域;而太平洋卻節節“敗退”,地盤越來越小。目前,大地測量專家們測量到,北美洲板塊和歐亞板塊正以每年約19厘米的速度向北漂移。也就是說,大西洋仍在逐年變寬,而大西洋隔壁的太平洋仍在逐年變窄。由於澳大利亞向北移動,印度洋海盆也在擴大。不加誇張地說,由於這些大陸板塊的蠶食,太平洋海盆正以每年9厘米的速度消失。正是由於周圍壓力的結果,太平洋海盆的邊緣地帶成為著名的“太平洋火環”,有比世界其他地區更多的火山和地震。海盆底還有大約1000座海山,比其他所有大洋海山的總和還多。這就不難理解,為什麼早期的探險者們,如達爾文和費希爾等都會產生這樣一個想法:月球是從太平洋海盆中分裂出去的,從而給地球表麵留下一個巨大的田地——太平洋。
前些年,地質學家們普遍有一種看法,由於大西洋的麵積不斷增大,太平洋將來很可能會被迫關閉。當然,這種事態應該發生在1~2億年之後。屆時,美洲西岸會與亞洲東岸相對接,而後兩個板塊發生碰撞,在板塊中間抬升起一條比喜馬拉雅更加雄偉的山脈。不用說,那時的中國將會失去海洋,變成一個地地道道的內陸國家。
這事說起來似乎有些不可思議。不過,從地質曆史發展過程看,也沒有什麼值得大驚小怪的。想當初,顯赫一時的古地中海(特提斯海),不也是由於印度、阿拉伯、非洲與歐亞大陸的彙合而關閉大吉,並在板塊的碰撞下升起了阿爾卑斯—喜馬拉雅諸山脈嗎?如果大西洋擴張的勢頭不減的話,大約1~2億年後,太平洋恐怕真的要從地球上消失了。