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31、长时段

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1965年9月至11月,美国国家科学基金会的“埃尔塔宁号”考察船行驶在太平洋—南极洋的边缘地带,收集海床的常规数据。这艘船隶属于哥伦比亚大学拉蒙特—多尔蒂地质观测站的实验室。由于需要掌握海军潜水艇及其所处的环境,海洋学在第二次世界大战期间得到了长足的发展,此后,深水核潜艇的出现进一步促进了海洋学的突飞猛进。拉蒙特研究所是该领域最活跃的机构之一。[2474]

在1965年的那次航行中,“埃尔塔宁号”蜿蜒往返于位于南纬51度的深海地质结构太平洋—南极洋海岭(Pacific-Antarctic Ridge)。船上有专门的设备用来测量海床岩石的磁性。一段时间以来人们发现,由于某种原因,该地区岩石的磁极有规律地逆转,每一百万年左右逆转一次,这种逆转规律向地质学家们提供了有关地表历史的大量信息。负责“埃尔塔宁号”航行第19、20、21航段的科学家是哥伦比亚大学研究生沃尔特· 皮特曼三世(Walter Pitman Ⅲ)。他在船上忙得不可开交,反复察看仪器是否正常工作;回到拉蒙特以后,他拿出图表查看信息。摆在他面前的是一系列黑白条纹,记录了一段海底的磁场异常情况。每当磁场异常地改变方向时,记录设备就从黑变白再变黑,不断变化。在11月的某天,某页记录“埃尔塔宁号”从太平洋—南极海岭以东500公里处往太平洋—南极海岭以西500公里处航行过程的打印数据清晰地显示,海岭附近的图像呈现出完全的对称。[2475]这种对称只有一种解释:海岭两侧的岩石在同一时期形成,“并占据了各自的位置,因为它们发源于海岭,后来才扩张到海床。换句话说,地球深处出现岩石,并越过海底向外扩张,将大陆推移开去,才形成了海床。最终,海底扩张(seafloor spreadin)的说法证实了大陆漂移学说”。[2476]回想起来,1915年阿尔弗雷德· 魏格纳才首次提出了大陆漂移说,用以说明世界大陆的分布和生命形成的模式。基于他收集到的证据,他认为这一学说理所当然,但是很多地质学家对此不以为然,特别是美国的地质学家。他们是“固定论者”,相信大陆是坚硬的、静止的。实际上,多年来,至少在第一次世界大战以前,地质学家是有分歧的。但是随着核潜艇的出现,美国海军迫切需要有关太平洋的大量信息,因为这片水域位于美国及其主要敌人苏联之间。这项研究的基本结果是太平洋下面的磁场异常,形似巨大的“厚板”,以大致平行的线条散开,主要是北南走向,每块为15至25公里宽,数百公里长。这就引发了一道数学题:每100万年(地球磁极发生变化的平均时长)扩张25公里,那么每年就扩张2.5公分。这意味着太平洋正每年以这个速度扩张着吗?[2477]

漂移学说者还有其他证据提供支持。1953年,法国地震学家让·皮埃尔·罗泰(Jean Pierre Rothé)在伦敦皇家学会的一次会议上出示了一张地图,上面记录了大西洋和印度洋地震的众多震中位置。[2478]这一证据展现出惊人的一致性,表明很多地震与大洋中的海岭有关。而且,火山距离海岭越远,就越古老,越不活跃。战争的另一个副产品就是,科学家分析了原子弹爆炸引起的影响全球的地震波,其研究结果惊人。人们发现,洋底厚度仅为4英里,而大陆厚度为20英里。就在“埃尔塔宁号”航行一年前,英国的地球物理学家爱德华·克里斯普·布拉德(Edward Crisp Bullard)爵士用最先进的水下声学探测方法重新测量了大西洋边缘,这种方法不仅用到海平面等高线,还用到1000米深的等高线,在这个深度,大陆之间的对称性竟然更加完整。[2479]纵使有这些证据,但是直到“埃尔塔宁号”记录的对称图表问世后,“固定论者”才被最终打败。

在此基础上,1968年,普林斯顿大学的威廉·杰森·摩根(WilliamJason Morgan)提出了一种更为极端的“移动”(mobilist)论。他认为大陆是由一系列球形板块或“构造”板块在地表缓慢推进形成的。他认为这些板块(厚度大约为100公里)的运动可以解释地球上发生的大多数地震活动。这一有争议的观点很快得到了支持,当时在太平洋海底发现了很多“深海沟”(deep trenches),即俯冲带(subduction zones),达700公里深。就是在这些地方,海底又被并入基本地幔(其中一条海沟从日本延伸到俄罗斯的堪察加半岛,长1800公里)。[2480]

大陆漂移和构造板块漂移起初仅受到地质学界关注。但是地质学是一种历史。而对遥远过去的发现正是一20世纪在科学领域的大成就。虽然这些发现仍旧是零散的,但它们是一致的,甚至用某种浪漫的一致性为以人类活动为高潮的历史故事、历史叙述提供依据。这也许是20世纪思想的最高成就。

在与“埃尔塔宁号”航行发现的同一年,来自六个国家的27位科学家在加利福尼亚的斯坦福大学参加会议,讨论早期美洲的人口构成。与会者都是来自国际第四纪协会的会员,是对四大基本地质时期中的最后一个时期感兴趣的地质学家、古生物学家、地理学家和人种学家,他们提交的论文都涉及一个主题:白令陆桥(Bering land bridge)。虽然克里斯托弗· 哥伦布因为在1492年“发现”美洲大陆而举世闻名,但是不管你接受与否,很多学者相信,中世纪的北欧海盗维京人早就发现了美洲,而新大陆上遍布的“土著”居民早在一万多年前就已经来到此地了。我们知道,1959年左右,古生物学家开始接受这样一种观点,即智人于数十万年前发源于东非大裂谷。构造板块研究显示,这片山谷处于板块边缘,这也许能够解释为什么人类起源于此,只是我们对其中的缘由还不清楚。从那以后,人们认为,除非人类在世界上不同的地区各自进化,不然人类必然以某种至少理论上可循的顺序在地球上扩散。距离东非最遥远的大陆是澳大利亚、南极洲和美洲。早期的人类要到达美洲,他们要么经历遥远的航程,并且拥有足够多的船只,有一定数量的人口,以便在目的地繁衍(而他们事先对这个目的地并不知情),要么就必须翻越西伯利亚和阿拉斯加之间的狭长(56英里)隘口。斯坦福会议正是要讨论这种可能性。

这些观点并不新鲜,但是这次会议上出现了考古学和地质学方面的证据,这些证据首次使迄今为止模糊的画面生动了起来。这些证明表明,人类穿过陆桥的过程一共有三波(three waves),前两波发生在40000年前至20000年前之间,第三波发生在13000年前至12000年前之间。[2481]这段漫长的迁移主要是由于冰河时代,它冻住了极地冰川的大量水域,海平面降幅达100米(白令海峡深50米)。有关三次迁移的观点最初源于对手工制品和殡葬技术的分析,后来则源于对艺术、语言和基因的分析。斯坦福会议一年后,丹佛的C.万斯·海恩斯(C. Vance Haynes)通过计算指出,一个由30位猛玛象捕猎者组成的部落,在500年内可以发展出425个部落,人数多达12500人。第三波迁移大潮主要是克洛维斯(Clovis)捕猎者,他们将颇具特色的矛头(最初发现于新墨西哥的克洛维斯,靠近德克萨斯州边界)带到了大陆各地。按照海恩斯的计算,他们要在500年内到达墨西哥,只要每年向南迁移4英里就能水滴石

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