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  • 板块构造论

    板块构造论,或称“板块构造假说”、“板块构造说学”或“板块构造学”,是为了解释大陆漂移现象而发展出的一种地质学理论。该理论认为,地球岩石圈板块拼合而成的;全球分为六大板块(1968年法国勒皮顺划分),海洋和陆地的位置是不断变化的。根据这种理论,地球内部构造的最外层分为两部分:外层的岩石圈和内层的软流圈。这种理论基于两种独立的地质观测结果:海底扩张和大陆漂移。

    编辑摘要

    目录

    古代大陆分布/板块构造论 编辑

    前寒武纪

    前寒武纪晚期超大陆和“冰室”世界(距今6亿5千万年前)

    板块构造论 板块构造论

    形成于11亿年前的罗迪尼亚超大陆这时开始分裂。前寒武纪晚期的世界与现在的气候十分相近,是一个“冰室”世界。

    罗迪尼亚大约在7.5亿年前分裂成两半,形成了古大洋(Panthalassic Ocean)。

    寒武纪

    寒武纪:古生代的开始(距今5亿1,400万年前)

    具有硬壳的生物在寒武纪第一次大量出现。诸大陆为浅海所泛滥。超大陆冈瓦那开始在南极附近形成。

    巨神海(Iapetus Ocean)在劳伦西亚(Laurentia,北美)、波罗地(Baltica,北欧)和西伯利亚(Siberia)这几个古大陆之间扩张。

    奥陶纪

    古海洋隔开诸大陆(距今4亿5,800万年前)

    奥陶纪时,古海洋分隔开劳伦西亚、波罗地、西伯利亚和冈瓦那大陆。奥陶纪末期是地球历史上最寒冷的时期之一。冈瓦那大陆的南方完全为冰所覆盖。

    巨神海(Iapetus Ocean)隔开了波罗地和西伯利亚大陆,古地中海(Paleo-Teyhys Ocean)分隔开冈瓦那大陆、波罗地和西伯利亚大陆,古大洋(Panthalassic Ocean)则覆盖了北半球的大部分。

    志留纪

    古生代海洋闭合,诸大陆开始碰撞(距今4亿2,500万年前)

    劳伦西亚与波罗地大陆的碰撞闭合了巨神海的北面,并形成了“老红砂岩”(Old Red Sandstone)大陆。珊瑚礁扩张,陆生植物开始覆盖荒芜的大陆。

    大陆碰撞导致斯堪地那维亚半岛上的加里东山脉(Caledonide Mts.)的形成,以及大不列颠北部、格陵兰和北美东海岸的阿帕拉契山脉(Appalachian Mts.)的形成。

    泥盆纪

    泥盆纪:鱼类的时代(距今3亿9千万年前)

    泥盆纪时,古生代早期海洋闭合,形成“前盘古(pre-Pangea)”大陆。淡水鱼类从南半球迁徙至北美和欧洲。森林首次在赤道附近的古加拿大生长。

    板块构造论 板块构造论

    植物大量生长,形成了今天加拿大北部、格陵兰北部和斯堪的纳维亚的煤炭。

    石炭纪早期

    石炭纪早期盘古大陆开始形成(距今3亿5,600万年前)

    石炭纪早期,欧美大陆(Euramerica)和冈瓦那大陆间的古生代海洋闭合,形成阿帕拉契山脉(Appalachian Mts.)和维利斯堪山脉(Variscan Mts.)。南极开始形成冰帽,同时四足脊椎动物在赤道附近的煤炭沼泽开始发展。

    石炭纪晚期

    石炭纪晚期:巨大煤炭沼泽的时代(距今3亿600万年前)

    石炭纪晚期,由北美及欧洲组成的大陆与南方的冈瓦那大陆碰撞,形成了盘古大陆(Pangea)的西半部分。南半球大部分被冰所覆盖,而巨大的煤炭沼泽则沿着赤道形成。

    以赤道为中心,盘古大陆从南极延伸至北极,并将古地中海(Paleo-Tethys Ocean)与古大洋(panthalassic)分隔在东、西两侧。

    二叠纪

    二叠纪末期:自古至今最大的灭绝(距今2亿5,500万年前)

    二叠纪时,巨大的沙漠覆盖了西盘古大陆。同时爬行动物扩散到整个超大陆。99%的生物在灭绝事件中消失,标志着古生代的终结。

    三叠纪

    三叠纪末期,盘古大陆形成(距今2亿3,700万年前)

    形成于三叠纪的盘古超大陆使陆生动物可以从南极迁徙到北极。在二叠纪-三叠纪大灭绝之后,生命开始重新多样化。同时,暖水生物群落扩散到整个古地中海(Tethys Ocean)。

    侏罗纪

    侏罗纪早期:恐龙遍布盘古大陆(距今1亿9,500万年前)

    侏罗纪早期,中南亚开始形成。宽广的古地中海将北方大陆与冈瓦那大陆分隔开。尽管盘古大陆依然完整,不过可以听到大陆开始分裂的隆隆声。

    侏罗纪晚期

    盘古大陆开始分裂(距今1亿5,200万年前)

    侏罗纪中期,盘古大陆开始分裂。侏罗纪晚期,中大西洋是将非洲与北美东部隔开的狭窄海洋。东冈瓦那大陆开始与西冈瓦那大陆分离。

    白垩纪

    新的大洋张开(距今9,400万年前)

    白垩纪时南大西洋张开。印度从马达加斯加分离,加速向北对着欧亚大陆撞去。值得注意的是,北美仍与欧洲相连,澳大利亚仍然是南极洲的一部分。

    白垩纪时全球的气候比现在要温暖。恐龙与棕榈树出现在现在的北极圈,南极洲以及澳洲南部。虽然白垩纪早期的极区可能会有一些冰帽存在,但是整个中生代都没有任何大规模的冰帽出现过。

    白垩纪是海盆迅速张裂的时期。中洋脊迅速扩张导致了海平面的上升。

    白垩纪-第三纪灭绝

    恐龙时代的终结(距今6,600万年前)

    希克苏鲁伯(Chicxulub)撞击地球。这个直径16千米的彗星的撞击导致了全球气候变化,恐龙和许多其他种类的生物因此而灭绝。白垩纪晚期,海洋继续拓宽,印度接近亚洲南缘。

    始新世

    新生代早期:印度开始撞击亚洲(距今5,020万年前)

    板块构造论 板块构造论

    5千万至5千5百万年前,印度开始撞击亚洲,形成了青藏高原和喜马拉雅山脉。原本与南极洲相连的澳洲,此时也开始迅速向北移动。

    中新世

    世界显出现代构造(距今1,400万年前)

    2千万年前,南极洲被冰雪所覆盖,同时北方各个大陆迅速冷却。世界看起来和现代相似,不过请注意佛罗里达和亚洲的一部分仍然在海洋之下。

    冰川时代晚期

    过去3千万年来地球进入冰室气候(距今18,000年前)

    当地球处于“冰室”气候时,两极皆被冰雪覆盖。极区冰盖因为地球轨道变化(米兰柯维奇旋回Milankovitch Cycle)而扩张。最后一次极区冰盖扩张发生在18,000年前。

    现代世界/板块构造论 编辑

    现今世界有定义明确的气候带

    我们进入了大陆碰撞的新阶段,这最终会在未来形成新的盘古超大陆。全球气候在变暖(参看全球变暖,存在争议),因为我们正在脱离冰川时代,同时也因为我们向大气层中排放温室气体。

    未来世界

    这可能是地球5千万年后的样子(距今5千万年后)

    如果今天的板块继续运动,大西洋将会拓宽,非洲会与欧洲碰撞,并使地中海闭合,澳洲将会与东南亚碰撞,加利福尼亚将向北滑移到阿拉斯加海岸之上。

    1.5亿年后

    大西洋开始闭合(距今1亿5千万年后)

    沿着北美和南美东海岸将产生新的潜没带,这将消耗掉分开北美和非洲的海底。距今1亿年后大西洋中脊将潜没,各个大陆将逐渐靠拢。

    2.5亿年后

    终极盘古大陆将在2亿5年万年后形成(距今2亿5千万年后)

    北大西洋和南大西洋的海底将会潜没在北美和南美之下,结果产生第二个盘古大陆——“终极盘古大陆”。这个超大陆中央会陷下一个小洋盆。

    区别/板块构造论 编辑

    板块构造论 板块构造论

    1960年年是海洋地质学上有纪念意义的一年。这一年,瑞士人学者皮卡德和一位美国人乘坐奥古斯特皮卡德( 1884年? 1962年)发明的“的里雅斯特“号深潜器,下潜到1万多米深的马里亚那海沟底部,使人类探测到了海洋的最深处。另外,美国普林斯顿大学的赫斯( 1906 ? 1969年)在这一年提出了海底扩张说。赫斯认为,洋中脊是洋壳生成的地方,地幔对流环将地幔物质从这里挤出,形成新的洋底;对流环分离时携带新洋底背离洋脊运动,在海沟处重新返回地幔深部;陆块边界若与下降的对流环为邻,便会发生强烈的变形;另外,海底平顶山原是洋脊处的火山岛,后来被侵蚀作用削平,由于随洋底运动,逐渐离开洋脊,淹没在海洋中。1962年,赫斯以“海洋盆地的历史”为题正式发表了他的上述观点。 在大陆漂移,地幔对流,海底扩张等学说及古地磁学,地震学研究资料的基础上,英国剑桥大学的麦肯齐,北京帕克尔,美国普林斯顿大学的摩根,哈得逊河畔拉蒙特地质研究所的法国人勒比雄等人在1967年~1968年间提出了板块构造理论。勒比雄在他的文章中将地球的岩石圈划分为欧亚,非洲,澳洲,南极洲,美洲,太平洋六大板块,详细讨论了它们的运动。摩根的论文还讨论了地幔物质在洋脊热点处涌出的情况。板块构造理论认为地壳板块是地幔软流圈上的刚性块体,板块的边界处是构造运动最活跃的地方,在这里存在着第3种边界应力:由于两个板块相对运动而产生的挤压力(如造山带的隆起,海沟处一个板块俯冲到另一个下面时);两个板块背离运动时的引张力(如东非裂谷和海底全球大裂谷的形成);两个板块相互滑过时的剪切力(如转换断层的形成) 。总之,板块之间的相对运动被视为全球地壳构造运动的基本原因。这样一个全新的地壳运动理论的诞生,表明了人类对脚下的大地和海底的构造运动规律有了超越日常经验的理论认识。在某种意义上,这是人类地球观的一次革命,它可以同哥白尼革命相媲美。

    历史演进/板块构造论 编辑

    1909年克罗地亚地震学家莫霍洛维奇发现地壳与地函的交界,即莫霍界面。

    1913年古登堡发现了地函与地核的交界(即古登堡界面),地球具有分层的现象,且能具体说明分层的深度。

    1915年大气学家伟格纳根据地质证据,提出大陆漂移学说,因缺乏飘移的动力来源而不被接受。

    1929年英国地质学家霍姆斯相信大陆地壳下的热对流是造成大陆分裂和飘移的原因,首次提出聚合与张裂的想法。

    板块构造论 板块构造论

    1940年代,发现海洋地壳与大陆地壳的花岗岩岩质不同,其厚度仅七公里。

    1954年日本地震学家和达清夫与美国地质学家班尼奥夫发现连接海沟与火山岛弧底下的震源分布,有一向内陆倾斜的带状区域(班尼奥夫带),为板块构造学说想法的先驱。

    1956年澳大利亚国家学院的艾尔文等人测量陆地的古地磁发现,若回推磁极,大陆都历经长期漂移,且移动路径与魏格纳所描述十分接近。

    1959年哥伦比亚大学的希森与地球物理学家萨普根据水深资料绘出第一张海底地形图,清楚显示了中洋脊与海沟。

    1962年美国地质学家赫斯指出地函的热对流导致海洋地壳从中洋脊向外伸张,隐没于海沟,迫使大陆水平移动。板块学说于焉成形,由原本的水平移动思维进化成地球内部的运动影响地表的想法。

    1960年代,得到陆地的古地磁逆转时间表,也认为中洋脊两侧交互出现的正反磁极,应为海洋地壳侧向生长造成。

    现在:已经能够掌握全球各地海洋地壳年龄以及中洋脊扩张速率以及海沟隐没速率,可以标出板块的形状,分布以及移动速率及移动历史。

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    扩展阅读
    1中国亲学网
    2大科普网

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