2019-2020年《世界地圖引出的發(fā)現(xiàn)》教學(xué)相關(guān)資料.doc

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2019-2020年《世界地圖引出的發(fā)現(xiàn)》教學(xué)相關(guān)資料 　　 　　　　 　　魏格納（Alfred Lothar Wegener）是德國氣象學(xué)家、地球物理學(xué)家，1880年11月1日生于柏林，1930年11月在格陵蘭考察冰原時遇難。 　　魏格納以倡導(dǎo)大陸漂移學(xué)說聞名于世，他在《大陸和海洋的形成》這部不朽的著作中努力恢復(fù)地球物理、地理學(xué)、氣象學(xué)及地質(zhì)學(xué)之間的聯(lián)系——這種聯(lián)系因各學(xué)科的專門化發(fā)展被割斷——用綜合的方法來論證大陸漂移。魏格納的研究表明科學(xué)是一項精美的人類活動，并不是機(jī)械地收集客觀信息。在人們習(xí)慣用流行的理論解釋事實時，只有少數(shù)杰出的人有勇氣打破舊框架提出新理論。但由于當(dāng)時科學(xué)發(fā)展水平的限制，大陸漂移由于缺乏合理的動力學(xué)機(jī)制遭到正統(tǒng)學(xué)者的非議。魏格納的學(xué)說成了超越時代的理念。 　　魏格納去世30年后，板塊構(gòu)造學(xué)說席卷全球，人們終于承認(rèn)了大陸漂移學(xué)說的正確性。由此可見到：一種正確的理論在其初期階段常常被當(dāng)作錯誤拋棄或是被當(dāng)作與宗教對立的觀點被否定，后期階段則被當(dāng)作信條來接受。但無論如何，人們至今還紀(jì)念魏格納的，不是他生前冷遇與死后熱鬧，而是他畢生尋求真理、正視事實、勇于探索和不惜獻(xiàn)身的科學(xué)精神。 　　早在1620年的時候，英國的哲學(xué)家、政治家弗朗西斯培根就在地圖上觀察到，南美洲東岸和非洲西岸可以很完美地銜接在一起。雖然培根喊出了著名的言語“知識就是力量”，但他不是真正的科學(xué)家，他只是將自己關(guān)于兩塊大陸的想法說了出來，而沒有試圖去尋找證據(jù)，來證實兩岸曾經(jīng)是相連的。在培根之前的人們沒有想到這一點是有情可原的，因為哥倫布在1492年才發(fā)現(xiàn)了美洲，當(dāng)時的地圖錯誤百出，只是到了培根的時代，大西洋兩岸的海岸線才繪制得像模像樣。但是培根之后將近300年的時間里，竟然沒有一個科學(xué)家認(rèn)真思考過，為什么大洋兩岸的陸地竟可以嚴(yán)絲合縫地拼在一起。許多人也許在心里有過疑問，但是卻都沒有去行動。最終，歷史將榮譽(yù)授予了一位德國人。 　　　　　　　　　 　　　　　　 阿爾弗雷德魏格納的大陸漂移說 　　1910年的一天，年輕的德國氣象學(xué)家魏格納身體欠佳，躺在病床上。百無聊賴中，他的目光落在墻上的一幅世界地圖上，他意外地發(fā)現(xiàn)，大西洋兩岸的輪廓竟是如此相對應(yīng)，特別是巴西東端的直角突出部分，與非洲西岸凹入大陸的幾內(nèi)亞灣非常吻合。自此往南，巴西海岸每一個突出部分，恰好對應(yīng)非洲西岸同樣形狀的海灣；相反，巴西海岸每一個海灣，在非洲西岸就有一個突出部分與之對應(yīng)。這難道是偶然的巧合？這位青年學(xué)家的腦海里突然掠過這樣一個念頭：非洲大陸與南美洲大陸是不是曾經(jīng)貼合在一起，也就是說，從前它們之間沒有大西洋，是由于地球自轉(zhuǎn)的分力使原始大陸分裂、漂移，才形成如今的海陸分布情況的？ 　　第二年，魏格納開始搜集資料，驗證自己的設(shè)想。他首先追蹤了大西洋兩岸的山系和地層，結(jié)果令人振奮：北美洲紐芬蘭一帶的褶皺山系與歐洲北部的斯堪的納維亞半島的褶皺山系遙相呼應(yīng)，暗示了北美洲與歐洲以前曾經(jīng)“親密接觸”；美國阿巴拉契亞山的褶皺帶，其東北端沒入大西洋，延至對岸，在英國西部和中歐一帶復(fù)又出現(xiàn)；非洲西部的古老巖石分布區(qū)（老于20億年）可以與巴西的古老巖石區(qū)相銜接，而且二者之間的巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造也彼此吻合；與非洲南端的開普勒山脈的地層相對應(yīng)的，是南美的阿根廷首都布宜諾斯艾利斯附近的山脈中的巖石。 　　阿爾弗雷德魏格納的大陸漂移說對此，魏格納作了一個很淺顯的比喻。他說，如果兩片撕碎了的報紙按其參差的毛邊可以拼接起來，且其上的印刷文字也可以相互連接，我們就不得不承認(rèn)，這兩片破報紙是由完整的一張撕開得來的。除了大西洋兩岸的證據(jù)，魏格納甚至在非洲和印度、澳大利亞等大陸之間，也發(fā)現(xiàn)有地層構(gòu)造之間的聯(lián)系，而這種聯(lián)系都限于中生代之前即2.5億年以前的地層和構(gòu)造?？磥?，報紙的版面規(guī)模巨大。 　　沉浸在喜悅中的魏格納又考察了巖石中的化石。在他之前，古生物學(xué)家就已發(fā)現(xiàn)，在目前遠(yuǎn)隔重洋的一些大陸之間，古生物面貌有著密切的親緣關(guān)系。例如，中龍是一種小型爬行動物，生活在遠(yuǎn)古時期的陸地淡水中，它既可以在巴西石炭紀(jì)到二疊紀(jì)形成的地層中找到，也出現(xiàn)在南非的石炭紀(jì)、二疊紀(jì)的同類地層中。而迄今為止，世界上其它大陸上，都未曾找到過這種動物化石。淡水生活的中龍，是如何游過由咸水組成的大西洋的？ 　　更有趣的是，有一種園庭蝸牛，既發(fā)現(xiàn)于德國和英國等地，也分布于大西洋對岸的北美洲。蝸牛素以步履緩慢著稱，居然有本事跨過大西洋的千重波瀾，從一岸傳播到另一岸？當(dāng)時沒有人類發(fā)明的飛機(jī)和艦艇，甚至連鳥類還沒有在地球上出現(xiàn)，蝸牛是怎么過去的？ 　　再來看一看植物化石——舌羊齒，這是一種古代的蕨類植物，廣布于澳大利亞、印度、南美、非洲等地的晚古生代地層中，即現(xiàn)代版圖中比較靠南方的大陸上。植物沒有腿，也不會游泳，如何漂洋過海的？ 　　為解釋這些現(xiàn)象，魏格納之前的古生物學(xué)家曾提出“陸橋說”，他們設(shè)想在這些大陸之間的大洋中，一度有狹長的陸地或一系列島嶼把遙遠(yuǎn)的大陸連接起來，植物與動物通過陸橋遠(yuǎn)涉千萬里，到達(dá)另外的大陸；后來這些陸橋沉沒消失了，各大陸被大洋完全分隔開來。這種觀點被稱為“固定論”，即大陸與海洋是固定不動的。而魏格納的解釋則是“活動論”的，各大陸之間古生物面貌的相似性，并不是因為它們之間曾有什么陸橋相連，而是由于這些大陸本來就是直接連在一起的，到后來才分裂漂移，各奔東西。固定論與活動論的爭論，與火成論與水成論的爭論、漸變論與災(zāi)變論的爭論一道，被人們稱為地質(zhì)學(xué)三大論戰(zhàn)。作為活動論的先驅(qū)，魏格納一開始幾乎是孤軍奮戰(zhàn)。 　　古代冰川的分布也支持魏格納的想法。距今約3億年前后的晚古生代，在南美洲、非洲、澳大利亞、印度和南極洲，都曾發(fā)生過廣泛的冰川作用，有的地區(qū)還可以從冰川的擦痕判斷出古冰川的流動方向。從冰川遺跡分布的規(guī)模與特征判斷，當(dāng)時的冰川類型是在極地附近產(chǎn)生的大陸冰川。而且南美、印度和澳大利亞的古冰川遺跡殘留在大陸邊緣地區(qū)，冰川的運(yùn)動方向是從海岸指向內(nèi)陸，顯然冰川是不會登陸向高處運(yùn)動的，這說明這些大陸上的古冰川不是源于本地。面對這種古冰川的分布及流向特征，過去的地質(zhì)學(xué)家一籌莫展。然而正是這些特征，卻為大陸漂移說提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。 　　　　　　　　阿爾弗雷德魏格納在魏格納看來，上述出現(xiàn)古冰川的大陸在當(dāng)時曾是連接在一起的，整個大陸位于南極附近。冰川中心處于非洲南部，古大陸冰川由中心向四方呈放射狀流動，這就很合理地解釋了古冰川的分布與流動特征。我們現(xiàn)在看到的冰川向陸地內(nèi)部運(yùn)動的表象，其實是因為原來巨大的大陸分裂開來，原來的內(nèi)陸變成了沿海的緣故。 　　除古冰川遺跡外，蒸發(fā)鹽、珊瑚礁等古氣候標(biāo)志，也可用來推斷它們形成時的古緯度。古緯度與現(xiàn)在大陸的位置是沖突的，這也說明以前的大陸不在今天所處的地方。 　　證據(jù)似乎已經(jīng)很充分了。在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究的基礎(chǔ)上，魏格納的代表作《海陸的起源》于1915年問世了。在這本書里，魏格納闡述了古代大陸原來是聯(lián)合在一起、而后由于大陸漂移而分開，分開的大陸之間出現(xiàn)了海洋的觀點。魏格納認(rèn)為，大陸由較輕的含硅鋁質(zhì)的巖石如玄武巖組成，它們像一座座塊狀冰山一樣，漂浮在較重的含硅鎂質(zhì)的巖石如花崗巖之上（洋底就是由硅鎂質(zhì)組成的），并在其上發(fā)生漂移。在二疊紀(jì)時，全球只有一個巨大的陸地，他稱之為泛大陸（或聯(lián)合古陸）。風(fēng)平浪靜的二疊紀(jì)過后，風(fēng)起云涌的中生代開始了，泛大陸首先一分為二，形成北方的勞亞大陸和南方的岡瓦納大陸，并逐步分裂成幾塊小一點的陸地，四散漂移，有的陸地又重新拼合，最后形成了今天的海陸格局。 　　魏格納這一“石破天驚”的觀點立刻震撼了當(dāng)時的科學(xué)界，招致的攻擊遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于支持。一方面這個假說涉及的問題太宏大了，如若成立，整個地球科學(xué)的理論就要重寫。必須要有足夠的證據(jù)，假說的每個環(huán)節(jié)都要經(jīng)得起檢驗；另一方面，魏格納在大學(xué)中獲得的是天文學(xué)博士學(xué)位，主要研究氣象，他并非地質(zhì)學(xué)家、地球物理學(xué)家或古生物學(xué)家。在不是自己的研究領(lǐng)域發(fā)表看法，人們對其假說的科學(xué)性難免會產(chǎn)生懷疑。 　　魏格納理論最主要的弱點是：巨大的大陸是在什么上漂移的？驅(qū)動大陸漂移的力量來自何方？魏格納認(rèn)為硅鋁質(zhì)的大陸漂浮在地球的硅鎂層上，即固體在固體上漂浮、移動。對于推動大陸的力量，魏格納猜測是海洋中的潮汐，拍打大陸的岸邊，引起微小的運(yùn)動，日積月累使巨大的陸地漂到遠(yuǎn)方；還有可能是太陽和月亮的引力。根據(jù)魏格納的說法，當(dāng)時的物理學(xué)家立刻開始計算，利用大陸的體積、密度計算陸地的質(zhì)量。再根據(jù)硅鋁質(zhì)巖石與硅鎂質(zhì)巖石摩擦力的狀況，算出要讓大陸運(yùn)動，需要多么大的力量。物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，日月引力和潮汐力實在是太小了，根本無法推動廣袤的大陸。1912年-1913年冬天在格陵蘭島 　　大陸漂移學(xué)說以轟動效應(yīng)問世，卻很快在嘲笑中銷聲匿跡。雖然魏格納找到的證據(jù)很多，但是如果別人找出一個反對這個科學(xué)理論的證據(jù)，比如大陸漂移的動力不足，這個學(xué)說只能叫做假說，而不是真正的理論。當(dāng)人們解釋中龍、舌羊齒等古生物的分布時，依然用陸橋說來搪塞，雖然陸橋說顯得很荒唐，但是當(dāng)時人們認(rèn)為，還有一種理論更加荒唐，那就是魏格納的大陸漂移學(xué)說。有人開玩笑說，大陸漂移學(xué)說只是一個“大詩人的夢”而已。 　　只有魏格納還孤獨地吟唱著自己的詩篇。1930年魏格納第三次深入格陵蘭島考察氣象時，不幸長眠于冰天雪地之中，年僅50歲，他的遺體在第二年夏天才被發(fā)現(xiàn)。他離去的早了一點兒，因為德國的一艘科學(xué)考察船剛剛從大西洋回國，帶來了一個消息，在大西洋中間存在一條很長的洋中脊，那里有巨大的裂谷。憑著魏格納廣博的學(xué)識，他將有可能找到解決大陸漂移動力問題的方案，洋底的移動會提供大陸漂移的線索?？上c這個消息永遠(yuǎn)地隔絕了。同許多超越時代的科學(xué)家一樣，他又出生得早了一點，未能等到他的學(xué)說被世人接受的一天。也許，只有人跡罕至的冰雪大陸，才能理解魏格納生前的孤獨吧。魏格納的靈魂被冰封在格陵蘭的積雪中，大陸漂移學(xué)說則被塵封在圖書館的書架上，無人問津。 　　　　　　　　　　　　　　　　 　1912年-1913年冬天在格陵蘭島