海陆的起源（彩图珍藏版）

作者简介

【德】魏格纳【著】【德国】————————————————————魏格纳，德国著名的气象学家、地球物理学家、大陆漂移学说的创立者。其著作《海陆的起源》》一出版，即被译成多种文字出版，引起全世界地质学界、地球物理学界的重视。 李旭旦【译】【中国】【现当代】————————————————————李旭旦

内容简介

一 充满传奇的一生 生来就是探险家 1880 年11月1日，魏格纳（Alfred Lothar Wegener）出生在德国柏林。父亲是一位神学博士，担任当地一所孤儿院的院长。在父亲的严格培养下，魏格纳从小就养成了吃苦耐劳、坚忍不拔和喜欢冒险的性格。他心中崇拜的偶像，是英国著名探险家约翰·富兰克林。他梦想有朝一日，也能像富兰克林那样去北极探险。 魏格纳从小身体就不够健壮，尤其是耐久力较差。为了克服这个弱点，他自觉进行近乎残酷的斯巴达式训练。整个冬天他每天都去雪地练习滑雪，严格执行自己制订的去极地探险的预备训练计划，连刮暴风雪的日子也不例外。 21岁那年，他利用暑假，约上哥哥库尔特，怀着巨大的热情在一座小山上进行登山训练，持续了整整一个假期，每天兴趣不减。大学毕业前两年的冬天，他常去拜访住在附近山顶上一所小型气象观测站的朋友。魏格纳每次都是滑雪前往，路线一旦确定，就不管路上是多么崎岖不平，他总是奋力前往，摔倒了再爬起来，直至达到目的地，方才罢休。所有这些都展示出魏格纳的抱负和目的感。 大学毕业，魏格纳在他未来的岳父——柯本教授指导下，从事高空气象学新技术的研究。柯本是当时的气象学权威，领导着汉堡北部的格罗斯博斯特尔的一个著名的探空气球试验站。 年轻英俊的魏格纳全心投入高空气球探测活动，每个数据，每项工艺，他都认真对待。在20世纪初，探空气球技术是世界上最现代化、最困难的气象学手段。 1906年4月，魏格纳和他的哥哥库尔特参加了戈登·贝内特探空气球比赛。当时持续飞行时间的世界纪录是35小时，魏格纳兄弟却飞行了52小时，一举打破世界纪录。飞行高度达3700米，在他们之前还没有人到达这样的高度。他们战胜了高空的寒冷和两个黑夜，并准确地测得高空的气温、气压、风向和风力，完满地达到了预期目的。魏格纳兄弟一着陆，便被记者围住了。 “啊，上帝！真是棒极了”，一个记者热情地说，“热烈祝贺你们打破了法国人杰·良·沃伯爵保持的世界纪录。请谈谈你们的感想。” 魏格纳兄弟愣住了。他们并不曾有过想要打破世界纪录的念头。“我们只是热心于这项工作，”弟弟魏格纳抢先回答说，“这项工作十分有趣，几乎每小时都有新发现，我们总想再多飞一会儿，再飞高一点儿。就是这样。” 的确，魏格纳是一个潜心科学的人，他的目标是探求科学真理，而不在乎是否“打破世界纪录”的竞技比赛。 在事业与爱情之间 1908—1912年，魏格纳在马堡物理学院任教。当时他刚刚从格陵兰第一次探险平安返回，一边整理从格陵兰搜集的大量资料，一边进行天文学和气象学的讲授和研究。 魏格纳还经常以非国家聘请的私人大学讲师的身份，作一些有关气象学的讲演。无论是在课堂，还是在小小的观测站里，这位年轻的老师，总是那样热情、刚毅、生气蓬勃，很快赢得了学生的崇敬。而他又很谦虚，总是对学生循循善诱，启发学生去掌握基础知识，而决不要求学生死记硬背。 这一时期，魏格纳完成了题为“大气热动力学”的讲稿，在这篇讲稿中，他试图从近几十年大量的大气测量数据中，找到普遍的物理规律，以便能解释各种现象，诸如不同的大气层（自从平流层被发现以来，仅仅过了8年！）和各种类型的云图。这是一个相当难的课题。与此同时，他又把这个讲稿扩充成了一部著作。魏格纳对此非常谦虚，他对自己工作的评语是：“这些推导不是我的，你们会发现这是物理书上写过的，根据……在……页上……”这件小小的轶事反映出这样一个事实：魏格纳确实不具有数学天赋。 在当年给柯本教授的一封信中，魏格纳曾经坦率地说：“我本人持有这样的观点——或许有点儿走极端或是偏见，我认为数学与我无缘分，我弄不懂我究竟是对还是不对。即是说，我除了硬套数学公式之外，简直无法在数学领域内工作。” 尽管魏格纳的才能在这方面显得不足，但他总是从下列两个方面加以弥补：第一，他总是尽最大努力做到文章通俗易懂，不以专家看懂为满足，甚至在他的专业性最强的著作中也是如此；第二，他最突出的一个性格特点是坦率和质朴，在学生面前也是如此。 当时的青年学生都还记得，在马堡的那些讲演的最后，他总是拿出大量的照片给大家看，说明他要论述的观点。通常拿出来的有云图，还有贴近地面的光的反射图，由于光在冰晶里的反射和折射而产生的大气光学现象，以及海雾的形成、迁移和翻卷的各种图片。大多数图片都是人们从未见过的。这些图片在他的讲演中用作例证，被用得恰到好处。 魏格纳还作出改革，让学生能看到那些以前只让有助教级别以上的学者才能看到的实验，比如，K.施图克特教授和魏格纳一起，亲自释放几个高空气球去探测光线。魏格纳甘当教授的忠实助手，从不计较荣誉，甚至去听一个年轻教师所做的这类讲演。魏格纳把照相当作是一种研究方法，并给予很高的评价。 下午，魏格纳总喜欢在学校小吃店喝茶，款待朋友和学生，给他们讲自己旅行中的故事。大多数人当时并不知道魏格纳已经是著名的学者，是魏格纳特有的质朴和诚恳的风度吸引住了青年人。一个学生在回忆魏格纳时写道：“他点燃了青年人心里的火焰，假如有任何人要向魏格纳提出并证实的理论提出挑战的话，我们将会毫不迟疑地第一个站出来和他辩论。” 1910年春天的一个傍晚，魏格纳带着他新写成的《大气热动力学》书稿，来到汉堡市郊柯本教授的家。门开了，出来一位体态匀称、美丽的姑娘，一双明亮的眼睛看着客人，问道： “您找我父亲吗？” 她便是埃尔斯，柯本教授的幼女。她带着魏格纳走进柯本的书房。魏格纳着迷了，他从一个书架走到另一个书架，浏览着各种书名。他还在墙上见到一幅不寻常的大地图。这幅图上画着一根根闭合的表示高压高温气团和低压低温气团的实线和虚线。他看着看着，竟全然不知道姑娘什么时候叫来了父亲。父亲示意女儿不要打扰魏格纳，直到魏格纳走到他父女俩跟前，才想起自己是来拜访柯本教授的。 接着，他俩便围绕着大气圈热力学这个题目热烈地讨论起来。天已经很晚了，似乎话匣子才刚打开。柯本教授也为这位青年教师具有的火一样的热情所感动，便挽留客人住了下来。他们整整谈了四天。最后，柯本教授对《大气热动力学》书稿给予很高的评价：“这样好的书从来没人写过！” 魏格纳充满幸福感地离开了柯本家。使他高兴的另一个原因，就是他与埃尔斯之间，短短几天已经建立起了亲密的友谊。 在临别时，魏格纳答应埃尔斯一定常常给她写信。可事实如何呢？他确实写了，不过信写得并不勤。写的也只是只言片语。埃尔斯明白，他太忙了，因为她在父亲书房堆放的杂志中，经常见到魏格纳发表的文章。 1912年早春的一天，柯本教授在家里宣布：“今天魏格纳要来我们家，他是一个我非常喜欢的人。”魏格纳一进家门，埃尔斯就恨不得把心里话立即对他倾吐，可是没有机会。父亲与魏格纳一谈上，就越谈越有兴致。他们一直谈到晚上，大气圈、格陵兰、气象学……姑娘在偷偷地听着，学者们的谈话真是没完没了。好不容易等到魏格纳走出书房，埃尔斯发现他看到自己突然一愣，仿佛他才想起她似的。 “啊，埃尔斯，我这次来汉堡正是为了您。嗯，不过我们还剩下一个问题要谈，糟糕，时间也只剩下一点儿了。” 然而，惊慌失措永远不会在魏格纳身上出现，他立即补充说： “我们的话明天早上谈吧。” “明天早上？您忘了，我听见您不是说，明天一早您就要和库尔特一起乘探空气球去飞行吗？” “啊，对啦！库尔特要我这次帮他飞行，可是为什么您不可以与我们一起飞行呢？这次飞行时间很短，也并不危险。” 第二天早晨，他们三人飞上了天空。以往埃尔斯乘气球时，总是向地面看，当找到她家实上在当时，地球物理学的研究已经证实大洋海底是由刚性硅镁质岩石构成，而非黏性的岩浆。潮汐力和地球自转时产生的离心力是不足以使大陆地壳在刚性的硅镁质洋壳上滑动的。因此，魏格纳关于大陆漂移动力机制的解释成为其学说遭受攻击的软肋。现在的观点认为软流圈之下的地幔对流才是驱动大陆漂移的主要力量。 第2章 冷缩说、陆桥说和大洋永存说是当时地质学界几种比较流行的、基于“固定论”解释地壳构造运动、生物地理分布和海陆分布的观点。 冷缩说认为地球通过冷却而收缩，在它表面形成了褶皱山脉；使深海底隆升成陆，大陆块沉降为海底。 现在被大洋所分隔的一些大陆上的动植物具有密切的亲缘关系，说明这些大陆之间在过去曾经有过宽阔的陆地联结。陆桥说认为联结这些大陆的陆桥后来深深沉没，成为今日的 洋底。 大洋永存说以地壳均衡理论为基础，从大陆自古迄今一直未曾变动的假设出发，认为大洋盆地是地球表面的永存现象，位置一直保持不变。 作者主要从三个方面驳斥了冷缩说的观点： 1. 通过引证前人关于阿尔卑斯山脉褶皱收缩量的研究成果，认为现在阿尔卑斯山脉的宽度只有收缩前的或。若假定其是由于地球冷却收缩而形成，那么，从理论物理学的角度看，仅形成阿尔卑斯山脉第三纪时期的褶皱就需要降温2400℃之多。按照开尔文（Lord Kelvin）的计算，就目前从地球内部向地表流失的热量来看，过去的地球绝不可能有如此高的 温度。 2. 如果冷缩说成立，由冷却产生的皱缩作用应该作用于地球的整个表面，而不应该只作用于地球表面的某一点。地质学的事实表明，地球表面的褶皱山系并不是均匀地分布在地球表面。 3. 冷缩说回避了大陆块体和大洋底的性质差别。其关于深海底隆升成陆和大陆块沉降为海底的观点与地壳均衡理论相矛盾。按照地壳均衡理论，较轻的地壳表层是漂浮在较重的下层岩浆之上，就像漂浮在水中的木头一样，只有在负重后，才可能下沉。因此，较轻的硅铝质大陆块体不可能沉降为深海底。冷缩说所宣扬的海陆变化，从地质学的角度看，其实只是海水淹没或退出大陆的变化。大陆从来没有陷落为深海底。 而关于陆桥说和大洋永存说之争，作者认为这两种观点是各持偏见，都只抓住了有利于自己一方的部分事实，而在另一部分事实面前就受到了驳斥，从正确的前提下得出了错误的结论。大陆漂移学说能够合理解释它们争论的全部事实： 1. 陆地的联结是有过的，但不是后来沉没的陆桥，而是大陆之间的直接联结；它们今天的分离状态是由于它们之间发生了大陆漂移。 2. 永存的不是个别的海和陆，而是整个海陆的面积。海陆的相互位置由于大陆漂移会改变，但全球总的海陆面积是不变的。 第二篇　证明 作者以大量的篇幅，从地球物理学、地质学、古生物学和生物学、古气候学和大地测量学的角度论证大陆漂移学说的正确性。可以说，本篇中所引用的地质学、古生物学和生物学、古气候学证据，在论证大陆发生过漂移的事实上还是非常有说服力的。 第3章 作者从地球物理学不同的角度论证大陆和洋底地壳的性质不同。大陆由较轻的岩石构成，而海底由较重的物质组成。证据包括：（1）大地测量统计结果显示地球表面存在两个最大频率的高程：大陆基台（海面之上100米）和深海底（海面之下4700米）；（2）地震波通过洋底的传播速度大约比通过大陆的速度要快0.1千米/秒；（3）与大陆相比，大洋底十分平坦，缺乏褶皱山脉。 需要说明的是作者把大洋底的平坦性和缺乏褶皱山脉解释为是洋底硅镁层具有较大的可塑性和流动性的表现，这一认识是错误的。根据现代的板块构造理论，洋底缺乏褶皱山脉是由于洋壳板块在海沟附近俯冲到了地下的深部。 第4章 作者从地质学角度论证今天被大西洋分隔的大陆曾经联结在一起和大陆发生过大规模的水平运动。 如果说大洋两边的大陆过去曾经直接联结，在它们分离以前所形成的大陆上的褶皱山脉和其他地质构造应该是相互连续的。大洋两侧大陆上的地质构造末端必然会位于同一位置，相互拼合时就可以直接连续起来。也就是说，在它们分离以后两侧残留的岩层在岩性变化序列和性状、所含的生物化石内容，以及褶皱的方向上应该是高度一致的，可以拼合。而过去不曾直接联结的大陆，则不会具有相同的地质构造。而原来分离的大陆由于大陆漂移会相互靠近，形成新的褶皱山系。 作者引证了大量这类地质学证据说明今天被大洋分隔的一些大陆曾经直接联结在一起，后来发生了大陆的漂移： 1. 大西洋两侧的非洲和南美洲、欧洲和北美洲曾在晚古生代时期直接联结在一起，中生代时期首先从非洲的最南端开始分裂，逐渐分离形成了大西洋。北美洲大陆在向西漂移的过程中还发生了顺时针的 旋转。 2. 非洲大陆在向北漂移的过程中于第三纪时期在其北缘形成了阿特拉斯山脉，晚于大西洋的开裂，因此在美洲就找不到它的延伸。 3. 印度在中生代晚期与非洲大陆断裂开来，向东北方向漂移，在新生代早期与亚洲联结，形成了巨大的喜马拉雅褶皱山系，影响范围波及北亚的兴都库什山一带。作者根据喜马拉雅山的皱缩量计算出，印度次大陆的移动距离为3000千米。马达加斯加岛在第三纪时期与非洲大陆脱离。 4. 印度东岸与澳洲西岸曾经联结在一起。 5. 沿澳洲东海岸呈南北走向分布的石炭纪褶皱山系是从阿拉斯加穿越三大洲（北美洲、南美洲和南极洲）的巨大安第斯褶皱山系的延续和终点。中生代时期澳洲向东漂移而断开。在澳洲东南面的新西兰和北面的新几内亚地区可以见到澳洲后期运动所形成的褶皱山系。需要说明的是，美洲西海岸的安第斯褶皱山系是美洲与非洲分离后才形成的新的褶皱带，与澳洲东海岸的褶皱山系没有关系。澳洲东海岸的褶皱山系应是南美洲南部和非洲南部晚古生代褶皱带经南极洲的延续和终点。 6. 南极洲可能在西部的格雷厄姆地与南美洲的巴塔哥尼亚曾经相连。 第5章 大洋是阻隔不同大陆上陆生动植物相互交流的天然屏障。因此，不同大陆上各个地质时期的动植物的相似程度高低或亲缘关系远近是反映大陆曾经联结或分离的很好指标。相似程度越高，说明两个大陆直接相连；反之，说明两个大陆相互被大洋阻隔。两个大陆分离的时间越久，则其动植物的相似程度就越低，亲缘关系也越远。 被大西洋和印度洋所分隔的一些主要大陆之间在地质历史中曾具有高度一致的动植物化石群被陆桥说的支持者作为说明这些大陆之间曾有陆地联结的重要论据。按照陆桥说的观点，今天这些大陆彼此被大洋所分隔，是由于联结它们之间的陆地已经沉入海底。 在本章中作者接受陆桥说的支持者作为说明这些大陆之间曾有陆地联结的论据，并用他的大陆漂移学说比较合理地解释了若干个重要的、陆桥说不能合理解释的古生物学和生物学事实，特别是涉及陆地之间存在距离上的变化： 1. 北美洲东南的格临内耳地（Grinnell Land）、格陵兰岛和北大西洋中的斯匹次卑尔根岛上的第三纪至第四纪植物地理区系的变化。根据森帕尔（M. Semper）的研究，格临内耳地第三纪时期的植物群与斯匹次卑尔根岛的亲缘关系（63%），要比与格陵兰的关系（30%）更为密切。而今天，它们的关系完全相反（分别为64%和96%）。按陆桥说的观点，只能解释今天的情况，因为格陵兰比斯匹次卑尔根岛更靠近北美大陆。但第三纪时的情况就无法解释了。而用大陆漂移学说就可以很好地解释这种差异： 在第三纪早期，格临内耳地与斯匹次卑尔根岛之间的距离要比格临内耳地与格陵兰的化石点之间的距离短。而现在格陵兰比斯匹次卑尔根岛更靠近北美大陆。 2. 据斯高次伯格（Carl Johan Fredrik Skottsberg，1880—1963）的研究，南太平洋中胡安·斐南德斯群岛（Juan FernandezIslands）的植物与邻近的智利西海岸并没有任何亲缘关系，但与火地岛、南极洲、新西兰及太平洋诸岛之间存在亲缘关系。陆桥说无法解释这种差异，但大陆漂移学说可以给出合理的解释：南美洲向西漂移，最近才接近该岛，所以植物区系才有如此显著的差别。 3. 虽然夏威夷群岛在距离上与北美洲最近，海风和洋流也是从北美洲吹向夏威夷，但该群岛上的植物区系与北美洲很少有关系，而与其西边的旧大陆（亚洲大陆）关系密切。按照大陆漂移学说的观点，在第三纪中期（中新世），夏威夷群岛所处的纬度是40°～45°，属于盛行的西风带，风从西边的日本和中国吹来，而且，当时的美洲海岸离夏威夷群岛的距离也比现在远。 4. 在解释印度德干高原与马达加斯加岛之间的生物关系问题上，大陆漂移学说相比陆桥说也体现出了明显的优越性： 因两个陆块现在处于赤道的两侧，所以具有相似的气候和生物特征。但两地相距如此之远，若用陆桥说解释两地，以及非洲和南美洲等地石炭纪至二叠纪时期的舌羊齿植物（Glossopteris）分布时，就无法在生物学问题上给予合理的解释。而用大陆漂移学说则不成问题。 澳洲现代动物区系的分布也为作者提供了用大陆漂移学说解释其形成机制的很好例证。根据现代哺乳动物，全世界可以区分出6大动物区系，澳洲动物区系是其中之一。位于印度尼西亚南部的巴厘岛（Bali）和龙目岛（Lombok）之间的直线距离虽然只有20多千米，却是两大动物区系（东方动物区系和澳洲动物区系）的分界线，即著名的“华莱士线”（Wallace’s line）。在此线以西，完全缺失有袋类哺乳动物。 根据华莱士（A.R.Wallace），澳洲的动物界可以分出三个古老的系统（或分区）。 （1）第一个分区见于澳洲的西南部，以喜温动物为代表。它与印度、斯里兰卡，以及马达加斯加和南非具有亲缘关系。这个亲缘关系起源于当澳洲还与印度相连的时期。但到侏罗纪早期，这种联系就中断了。 （2）第二个分区是以澳洲特有的哺乳动物——有袋类和单孔类（如鸭嘴兽和针鼹）为代表。有袋类的化石在北美洲和欧洲曾有发现，但未在亚洲发现。从现代有袋类动物的分布和动物体内寄生虫，可以推知这一动物分区的动物成分与南美洲存在血缘关系。关于澳洲和南美洲的血缘关系，若从喜热的爬行类动物来看，很难显示出两地有什么密切的联系，但从耐寒的两栖动物类和淡水鱼类来看，则有大量证据显示两地之间存在密切的血缘关系。华莱士确信，澳洲与南美洲之间即使有陆地相连，也必然是位于靠近大陆寒冷的一端。因此，魏格纳认为，澳洲和南美洲的动物血缘关系发生在澳洲与南极洲和南美洲还相连的时期，即澳洲与印度分离之后（侏罗纪早期），澳洲与南极洲分离之前（始新世）的这段时期内。由于澳洲今日靠近了印度尼西亚群岛（即原文中的巽他群岛），这些动物又逐渐侵入印度尼西亚群岛的东部。 （3）澳洲第三个动物分区位于澳洲东北部和新几内亚。动物成分系以从印度尼西亚群岛移居而来东方动物区系分子与澳洲动物区系分子混生为特点。澳洲的野狗、啮齿类（老鼠）、蝙蝠等是第四纪以后才迁入的。因此，该动物分区是在最近的地质时期才形成的。 在说明澳洲动物地理区系的形成机制上，作者对陆桥说给予了有力的批驳： 南美洲与澳洲之间最短的距离几乎与从德国到日本的距离相当。如果说这两个大陆之间在地质历史时期可以靠一个陆桥进行物种的交换，那么，为何澳洲与近在咫尺的印度尼西亚群岛之间却没有发生过物种的交换？ 按照大陆漂移学说的假说，澳洲与南美洲之间曾经非常靠近，而与印度尼西亚群岛之间则曾有宽阔的大洋相隔（参考原文的第1、2图）。 第6章 作为一位气象学家，作者对现代地球表面主要气候带的控制因素非常敏感，而且也非常清楚。像我们所知道的热带、温带、寒带这样的气候带主要是由地理纬度来控制的，沿纬度呈带状分布。地球的过去，也应该存在类似的气候分带现象。在不同的气候带内都会有其特征的生物和沉积。如寒冷北极圈内的冻土苔原植被和温带的泰加林植被有显著的差异；而温带的森林植物在树干年轮上与热带雨林植物不同。 今日的棕榈树分布仅见于最冷月平均温度超过6℃的地方。现代的珊瑚仅见于水温超过20℃的海洋中。冰川作用只发生在极地区域或不同纬度上的寒冷高山地区。干燥的气候带内由于降水量小于蒸发量，十分容易形成蒸发盐类的沉积（如石膏、石盐等）。反过来，我们可以从化石和沉积岩中，获得很多有关这些化石生物生活时期或沉积岩形成时期的古气候信息。世界各地地质历史时期的气候变化应该与气候带相适应。 作者通过对当时来自世界各地的大量古生物学和沉积学资料所反映的各个大陆不同地质时期的古气候信息的分析整理和归纳，发现世界上许多地区过去具有与今天完全不同的气候，以实例充分论证了用传统固定论观点无法合理解释古代气候的变化问题。即按照今天大陆的配置，无论怎样安放地极和气候带，都不可能与当时的气候相适应；而“大陆漂移学说”可以给予非常合理的解释。 今日的斯匹次卑尔根岛位于北极圈内，为大陆冰川所覆盖，气候十分寒冷。但在第三纪时期的植物化石中存在许多温带地区的种类，显示出与今日法国相同的气候。在白垩纪甚至存在只在热带才有的西谷椰子等。石炭纪时期则存在像芦木、鳞木、树蕨等形成欧洲大煤系的植物。位于斯匹次卑尔根岛以南、纬度相差90°的非洲中部在同一时期经历了完全相反的气候变化。这种从热带到极地，或从极地到热带的巨大气候变化使人很容易联想到地极和赤道移动而引起的气候带的系统移动。但是非洲中部以东，经度相差90°的印度尼西亚群岛却没有发生过气候的变化，至少从第三纪以来，一直是热带的气候。从固定论的角度出发，必然会得出当时的赤道不是一条与两极垂直的直线，而是 曲线。 一些学者研究发现，在第三纪初期，北极曾位于现在的阿留申群岛附近，之后向格陵兰方向移动，第四纪时到达格陵兰。似乎地极移动假说可以解释这样的气候变动。然而，地极移动假说在涉及确定更早地质时期的地极位置时，就遇到了不可克服的障碍。南半球大陆上广泛分布的石炭纪至二叠纪冰川作用痕迹是其最大的障碍。 如果把当时的南极位置确定在这些冰川遗迹最适中的南纬50°东经45°处，那么最远的冰川分布区，如巴西、印度和澳洲东部都将位于离赤道10°以内。那么，就必须假定当时的整个南半球都属于极地气候。而北半球石炭纪至二叠纪时期的沉积层中不但找不到任何冰川的痕迹，相反，在许多地方发现了热带植物的化石。这显然不符合地球的气候分带模式。 而如果允许大陆之间可以发生水平方向的位移（即大陆漂移），则上述的石炭纪至二叠纪冰期之谜就十分容易解释了。作者把南半球的这几个分离的大陆拼在了一起，把有冰川分布的地方放在当时南极的附近；把北美和欧亚这些有热带沉积物的大陆恢复到相当于赤道周围，或者中低纬度的位置，容许这些大陆在后来的地质时期相互漂移分离，这样就非常好地解释了沉积与气候带不相符合的现象。 第7章 在本章中作者首先根据前人有关地质时期绝对年龄的资料估算了一些大陆块体之间的分离速度。需要说明的是，当时对地质时期绝对年龄的估算很不准确，与今天的结果相差很远。 之后，作者引用了一些大地测量的数据试图说明一些大陆块体之间在短时期存在纬度和经度上的距离变化（位移）。但当时测量技术误差较大，其观测数据并不能令人信服地说明大陆之间存在位移变化。20世纪60年代以后，在更精确的绝对年龄测定基础上，科学家依据海底磁异常条带的宽度和时限，估算出了2亿年以来海底扩张的速率为1～10厘米/年，并被现代的卫对地观测结果所证实。 第三篇　解释和结论 本篇中的内容是当时学术界对作者的学说质疑的症结所在。这些解释和结论大多是建立在“较轻的刚性硅铝质（大陆）在较重的黏性硅镁质（大洋底）上滑动”的错误假设前提之上。 第8章 在本章中作者从地壳均衡作用产生的垂直补偿运动、地极移动和地球扁平度的角度，论证和强调地球是一具有黏性的球体，为其之后的大陆漂移动力机制讨论做铺垫。尽管当时的一些地球物理学者已经证实，在室温条件下，地球比钢还坚硬2～3倍，但作者认为地球在巨大的重力和漫长的时间（数千年至数百万年）作用下，会具有像黏性流体一样的性质。现代地球物理学研究表明，地球的表层（岩石圈）是刚性的，而其之下的下地幔部分，由于由熔融岩浆构成，才具有黏性流体的性质。 第9章 1. 关于太平洋、大西洋和印度洋的深度差异，作者正确地指出了它们与大西洋型海岸和太平洋型海岸有连带关系，但错误地把深度差异的原因归结为它们洋底的年龄差异，认为老洋底经历了更长时间的冷却，因而比新形成的洋底密度高，所以更深。在同一大洋内，确实存在由于冷却所造成的新老洋底的深度差异： 如大洋中脊两侧附近的洋底由于是最新形成的，所以比周围的洋底都高。根据20世纪50年代以后的海底调查，现今所有大洋中存在的最古老洋底，其年龄都不超过2亿年（侏罗纪），都位于靠近大陆的部分。按照现代板块构造理论，具有太平洋型海岸的大洋（太平洋和东印度洋）有较大的深度，主要是由于其受到了来自大陆板块的挤压。 2. 作者以塞舌尔群岛和斐济群岛（第23图）为例试图说明由于硅镁质洋底的流动所产生的牵引，使原来平直的列岛变成弧形。或许塞舌尔群岛的弧形变形可能是洋底扩张时不同部位扩张速率差异产生的牵引所致，但斐济群岛的变形系三个板块（欧亚板块、印度板块和太平洋板块）相互挤压作用的结果。 3. 关于深海沟的性质，作者把新不列颠岛南面和东南面的直角形弯曲的深海沟（可称为岛弧型海沟）成因归结于由于新几内亚岛在硅镁质洋底上掘沟推进，向西北方向运动的牵引，而使陆块后方流出的硅镁质没有来得及充填；而将南美洲智利附近的阿塔卡马海沟（可称为安第斯型海沟）归因于山体对硅镁质洋底的高压。这种认识显然是错误的。按照板块构造理论，无论是岛弧型海沟和安第斯型海沟，都是由于板块之间发生相互碰撞，洋壳俯冲到陆壳板块之下所成。 第10章 1. 在本章中作者认为硅铝质的岩层可能曾包围过整个地球，那时的硅铝圈厚度只有30千米，而不是现在的100千米。地球具有移动性和可塑性的外壳，一面被撕裂开来，一面又被褶曲拢来。撕裂开来时就形成了深海盆地，褶曲拢来时就形成褶皱山脉。硅铝圈的最早裂隙可能和今天的东非裂谷成因相似。在挤压力和拉张力的相互作用下，产生单向的演变，即皱合与肢解。因此，硅铝壳在地质历史中不断缩小其面积，并增加其厚度，也愈益破裂。这显然是一种想当然的想法。生物的演化和大陆的构造结构并不能说明硅铝圈曾经包围过整个地球。相反，大陆的结构构造说明硅铝圈的面积在地质历史中是不断增加的。 硅铝质地壳是在地球的内外动力的共同作用下，从原始的硅镁质地壳中分异而来： （1）从部分熔融的上地幔物质中分离出来的上涌岩浆形成了最初的地壳，其物质组成与今天的洋壳接近。 （2）固结地壳的出现，使板块构造运动的机制开始发挥作用，原始地壳相互碰撞俯冲，发生重熔，使较轻组分不断被分离出来而带到表层，形成了原始的高地——火山岛弧。而高地出现则使固结的熔岩开始遭受物理和化学的风化作用。其产物沉积在高地周边低洼的地方和海底，构成了地球上最早的沉积物。这些沉积物在板块构造的作用下，发生强烈的褶皱变质作用和经历高温重熔的改造，最终在岛弧地区形成“花岗质”（即硅铝质）的岩石。 （3）循环往复的板块俯冲使零散分布的岛弧逐渐汇聚拼合成较大的硅铝质块体，构成了大陆的核心。 （4）新陆地的出现，为其边缘的沉积提供了新的物质来源；在后续的褶皱造山事件中，这些沉积物发生变质和熔融作用而被焊接或“增生”到原始的陆核之上，使大陆不断“增生”。 地质学证据表明，现代大陆的基本轮廓或基地，在元古宙的早期就已经成型。 2. 作者对硅铝质地壳内部结构的假设也是明显错误的。确实在大陆上很多地方有火山活动，喷出硅镁质的岩浆（所形成的火山岩称玄武岩）。但其来源并不是作者所称的包裹在硅铝质地壳中的液态硅镁质岩浆池。根据现代的认识，它们应该直接来自地幔。有两种可能性：一是大陆上存在深达地幔的巨大断裂，如东非大裂谷；二是地幔中的异常高温点（地幔柱）烧透了覆盖其上的大陆地壳。岛弧地区的火山作用系由洋壳俯冲造成的地下岩石的重熔所成，故其岩浆成分与硅铝质相近。 第11章 1. 作者从地壳均衡的角度解释了构成喜马拉雅山脉、阿尔卑斯山脉和挪威山脉的岩层的差别。当形成褶皱山脉的沉积岩层被剥蚀以后，由于地壳的均衡补偿，原来深埋地下的火成岩就会随之抬升，成为山脉的主体。因此，作者认为山脉的褶皱是在保持均衡下的一种压缩。 2. 关于褶皱山脉的不对称性，作者认为是在大陆漂移的过程中，硅铝质总在褶皱中向下方伸沉，后来向外扩展，在一定程度上渗入未褶皱的地壳的下方中，就把那部分地壳抬举上来。由于硅铝质地壳总是在硅镁层上整块地流动，所以硅铝层势必发生偏向一边的扩展。这样的认识是建立在其假象的大陆漂移动力机制之上。按照现代的认识，山脉的不对称性是由于大陆板块前进的边缘受到了来自另外一个板块的挤压而 褶皱。 3. 关于褶皱山脉地区沉积岩层厚度巨大的问题，诚如作者所说，这里原来是大陆棚或大陆斜坡，并非豪格（E.Haug）所称的地槽。但作者认为边缘大陆棚硅铝质壳较薄、抵抗力可能较弱，并包含有更多更大的硅镁质馅，因此具有可塑性，所以容易发生褶皱。这种说法是不正 确的。 4. 作者以两个陆块间的相对运动关系对不同类型褶皱和断裂给予了正确的解释，认为褶皱和断裂是同一过程（陆块各部分彼此推动）的不同效果。并以东非大裂谷为例，对大陆块体的破裂给予了简单的说明，认为如果断裂继续扩大，硅镁质必然会最终浮露到自由表面，从陆块边缘掉下的碎片也将成为浮在硅镁质上的岛屿。就目前的认识而言，科学家们对大陆为什么会破裂还没有取得共识。 第12章 1. 作者认为，海陆的重力压差会在垂直的大陆边缘产生一种力场，使大陆台地的物质向大洋方向挤压。由于硅铝层具有足够的可塑性，在一定程度上可以抵御这种强大的压力，所以在大陆边缘形成阶梯状的断裂。当大陆块被大陆冰川所压覆时，在其边缘必然产生一种特殊的力，使大陆块向水平方向扩展，在其边缘产生坼裂，形成峡湾。 2. 关于花彩岛（即在大陆边缘分布的链状群岛，在地质学上，通常称为岛弧），作者从亚洲东海岸的形状和弧形分布的花彩岛（阿留申群岛—日本列岛—印度尼西亚群岛—新西兰岛）推测，这些花彩岛是欧亚大陆在向西北方向漂移的过程中，从大陆边缘脱落下来的硅铝质碎片，原来属于大陆边缘的海岸山脉。并以加利福尼亚半岛为例予以说明。但按现代的板块构造理论，这样的说法是站不住脚的： （1）这些花彩岛，有些是从大陆边缘脱落的碎片，但并不是由于欧亚大陆在向西北方向漂移的过程中形成，而是欧亚大陆与太平洋板块和印度板块相互碰撞过程中，由于不同部位的应力差异造成了局部地区的拉张，而使这些花彩岛与大陆有不同程度的分离。 （2）岛弧内侧的火山活动和外侧的抬升以及深海沟系由洋壳向下俯冲所成。因此，这些地方也是地震频繁发生的地方。 （3）大洋中的岛链（如夏夷群岛）与太平洋西岸的岛弧有不同的成因。它们是在海底扩张的过程中，由地幔柱不断烧穿洋壳所形成的火山岛链。 （4）加利福尼亚半岛坐落在太平洋洋中脊附近的转换断层（只发生水平滑动的板块边界类型）之上。旧金山大地震与此转换断层有关。 3. 关于大西洋型海岸和太平洋型海岸的差异成因，作者只说对了一点，即大西洋海岸形成时间较晚。按照现代地质学观点，这两种海岸代表了两种不同类型的大陆边缘：被动大陆边缘（大西洋型）和活动大陆边缘（太平洋型）。前者所在的硅铝质地壳和硅镁质地壳属于同一个板块，因此该类型大陆边缘不具有褶皱的海岸山脉、火山活动和地震。后者所在的硅铝质地壳和硅镁质地壳分属两个不同的构造板块，彼此间存在相对的挤压作用，因此该类型大陆边缘常常具有褶皱的海岸山脉、强烈的火山活动和地震。 第13章 作者认为大陆块的漂移遵循一大原则：向赤道和向西漂移。也就是说大陆在离极运动和向西漂移运动的两种分力的作用下漂移。 位于不同纬度（地极和赤道除外）的大陆块体的重力和其受到下伏硅镁质岩浆的浮力，受地球旋转的离心影响，均略向赤道方向倾斜，形成一个从地极指向赤道的合力，这就是离极的作用力。它在45°纬度处最大，大约相当于重力的二三万分之一。 向西漂移的作用力：地球自西向东旋转的过程中，受日月引力所产生的潮汐摩擦力。 根据地球物理学家的计算，这些力是根本不足以推动大陆的漂移。虽然作者对这些力的大小是否足以驱动大陆移动存有一定的疑问，但作者仍然认为，在这些力的作用下，大陆在硅镁质层上缓慢滑动，在数百万年的过程中，日积月累，仍可引起显著的移动。 （孙元林，北京大学地球与空间学院教授） 四 魏格纳创立大陆漂移学说的科学方法 魏格纳的大陆漂移学说从根本上改变了人们的地球观，为现代地球科学的发展奠定了 基础。 然而，大陆漂移学说得到学术界公认，却经过了十分艰难曲折的阶段，人们对它的认识也经历了一个否定之否定的过程。随着地球科学的发展，有越来越多的证据证明魏格纳主要论断的正确性，魏格纳以及他的学说在地质学界也得到了高度的评价。 自然科学的研究成果，总是与一定的研究方法相联系；自然科学的重大突破，总是伴随着研究方法的变革和创新。作为现代板块学说产生的基础，魏格纳的大陆漂移学说也不会例外。考察大陆漂移学说的产生过程，分析创立大陆漂移学说的一些独特方法及其意义，对于我们深入开展地球科学方法论的探索，乃至对于自然科学方法论的研究， 都是不无裨益的。 一 魏格纳关于大陆漂移的最初想法是在1910年观察世界地图时得到的。但对于这一想法，他当时并不认为有什么重大意义。次年，由于古生物学方面的资料启发了他，引起了他对这个问题的极大兴趣，促使他对地质学和古生物学方面的成果进行迫不及待的研究，从而得出了肯定的结论，并深信关于大陆漂移的“基本想法是正确的”。于是，魏格纳不顾他人劝阻，从已经取得成就的气象学专业毅然涉足当时吉凶未卜的学术“异域”。 一个职业的气象学家为什么要在自己熟悉的专业之外去研究地质学？魏格纳这种研究方向的选择似乎是令人费解的。但正是在这一点上，显示了魏格纳非同一般的科学胆略和善于捕捉重大科学研究课题的能力。而这种能力，并不是天赋的。魏格纳这种研究方向的战略性决策有着它特定的历史背景，可贵之处则在于他对这种特定的历史背景的正确理解和分析。 地质学在18世纪时开始成为一门独立的学科，并在19世纪早期达到成熟阶段。到20世纪，地质学已经经历了两百多年的发展，积累了大量的地质资料，取得了多方面的成果。当时的地质学家对地壳的垂直运动已有所认识。根据已发现的地质资料，已经有可能揭示地壳沿水平方向的运动。但是，由于当时的地质学家们受传统的地质观念束缚，他们习惯于在既成概念的前提下来发展自己的地质学理论。因此，尽管在地质学理论中假说林立，但是许多重要的地质现象仍然得不到合理的解释。例如，关于山脉的形成，在魏格纳的大陆漂移学说提出以前，主要是按地球收缩说加以解释。但自从在阿尔卑斯山脉发现叠瓦状平推式倒转褶皱以及地壳中放射性元素衰变热后，收缩说便陷入了困境。正如当时的地质学家所评论的那样，收缩说早就不被完全接受，但是能够取而代之并足以解释一切事实的其他学说还没有找到 。 在生物分布方面，人们发现被辽阔海洋所分隔的南半球各大陆，在动植物种群上具有密切的亲缘关系，而且在各大陆的地売中还保存着相同的古生物化石。为了解释这一现象，许多受海陆固定观念束缚的科学家，不得不设想在大洋中一度存在过连接各大陆的狭窄陆桥，以沟通它们之间生物的交往。这就是盛行一时的“陆桥说”。但是澳洲与南美洲相隔如此遥远，两地的生物种群却有着密切的联系；而紧邻澳洲的其他群岛，其生物种群却与澳洲有显著的不同，这种现象是陆桥说支持者无法解释的。 此外，在古气候方面，人们发现在南半球各大陆上（包括印度半岛），在距今两亿多年前的石炭—二叠纪时期曾普遍发育了冰川，而在北半球的大陆上却广泛分布着在此段时期内湿热气候条件下所形成的煤层。面对这一现实，传统的海陆固定论观念更陷入了困境。 以上事实表明，随着地质实践活动的扩大以及新的地质现象的不断被揭露，当时的地质理论已日益显得不足。这不仅表现在各地质理论之间的矛盾以及同一理论中所暴露的矛盾上，更重要的是存在着地质理论与大量客观实际的矛盾。这些矛盾反映着地质学理论的危机，也强烈地启发人们去思考，预示着新理论的即将产生。 魏格纳批判性地分析了当时地质学的发展状况及其特点，敏锐地觉察到地质学在理论上的突破已经有了可能，同时也认识到自己所要创立的学说对地质学的重大意义。正是在这样的历史背景下，魏格纳把他的学术研究方向勇敢地投入当时自己并不熟悉的地学领域。因此，我们从历史背景来考察，魏格纳的大陆漂移学说的产生是地质学理论发展到一定阶段的产物；从方法论的角度来分析，则来自他对科学发展的敏锐洞察力及其研究方法上的战略性思考。 科学研究是一种探索性的实践活动，“带有经过思考的、有一计划的、向着一定的事先制定的目标前进的特征”。科学研究方向及其目标的选择，对于整个科学研究活动的意义乃至成败起着决定作用。科学目标一旦形成，就会成为一种纲领，对于科学研究实践活动的整个过程起着指导性的作用。因此，科学研究方向上的战略性思考对科学研究具有决定性的意义，而这种战略性思考的途径往往是对已有科学理论和事实的批判性分析。 二 确定科学目标是研究者在研究方向上的战略决策。而要使科学目标转化成为研究成果，还必须在研究工作中确定与这个目标相适应的有效的思维方式和方法。 在思维方式和方法上，魏格纳与前人的不同在于：他不是孤立地看待各个局部地区和各门学科领域的资料，而是从全球和洲际的范围，在多学科研究的基础上综合地加以考察和追踪。他把地球看成一个现实的历史的整体，从其各个部分的相互作用和相互联系中寻找它们的统一性，在整体的基础上来进行综合，在综合的基础上再论证整体。 魏格纳关于大陆漂移学说的最初想法来自对大西洋两岸轮廓相互吻合这一现象的观察，这是魏格纳科学研究的出发点，整个大陆漂移学说的理论大厦正是由此开始建构的。这就在客观上决定了由整体推向局部的思维方式。魏格纳认为，既然地球原来只是一块大陆，以后分裂漂移才形成今天的海陆分布轮廓，那么各大陆在分裂以前所形成的地层、矿藏、山脉、地质构造和古生物化石等，也应具有一致性。正是在这一整体观念的指导下，魏格纳从不同的侧面考察了当时地质学的研究成果，广泛地解释已有的地质现象，以检验这一整体观念在与客观实际的相互作用中的准确性程度和适用范围，并不断丰富对整体观念的认识。 魏格纳不仅把地球看作是它自身的整体，还把它看成是宇宙中的整体。他把地球作为九大行星的一员放在太阳系这个整体中进行考察，从它们的相互作用中来寻找大陆漂移的机制，指出地球自转的离心力和潮汐摩擦力是大陆漂移的源动力。虽然他的这种解释并未获得成功，相反却使他的学说遭到了厄运，但他的这种思维方式和方法仍然给人们以方法论的启示。我国地质学家李四光继魏格纳的大陆漂移学说之后创立了地质力学。有学者指出，李四光的地质力学与魏格纳的大陆漂移学说有着共同的思想渊源和方法论基础。 魏格纳的思维方式和方法的整体性特征，还表现在他对海洋和大陆相互作用和相互联系的深刻理解之中。地球上最大的构造单元是海洋和大陆，但整个近代地质学理论却都是建立在对大陆地质资料考察的基础之上的，因而不可避免地带有不同程度的主观性和片面性。魏格纳从大陆漂移的整体观念出发，注意到从海洋和大陆的相互关系中进行研究，试图从整体上对海洋和大陆的发生和发展规律做出统一的解释。他说：“这个完整的大陆漂移概念必须从海洋与大陆块间的一定关系出发进行探讨。”在魏格纳的著作中，海陆并论，且特辟专章来论述洋底。受当时技术条件的限制，人们对于海洋各方面的认识还十分有限，这就使魏格纳不能做出正确而深刻的论述，也致使后来的讨论得不到结论。但这并不是魏格纳的过错。 现代地球科学的发展充分证明了魏格纳这种见解的正确性。从20世纪60年代开始，人们对海洋的认识有了重要的进展。现在，国际上出现了将海洋和陆地构造进行对比研究，并从全球的角度对海洋和陆地构造进行统一解释的潮流。据目前研究成果来看，虽然大陆和海洋地壳结构不一，各自有独特的构造特点，但大量事实表明它们都受统一的全球应力场的控制。因此，大陆和海洋的许多构造现象具有统一的全球性质。 魏格纳的学说并没有被当时的地质学家们普遍接受，他在创立大陆漂移学说时所运用的思维方式和方法当然也不能被人们完全理解。在20世纪以前，整个近代自然科学处于分化时期，科学家们习惯于对自然科学进行分门别类的研究。在方法论上，近代自然科学主要以归纳方法为基础。近代地质学当然也不会例外。由于人类认识的局限性，人们还没有可能从全球范围内来进行大规模的系统研究，而是把它分成各个方面分门别类地进行考察，这就不可避免地导致了思维方式和方法的简单化和僵化。因此，魏格纳的这种整体性的思维方式和方法，就如同他的学说对于传统的地质学理论一样，本身就是一次革命性的 变革。 地球是一个整体，整个自然界也是一个整体。作为反映地球发生发展规律的地球科学也必须运用整体的思维方式。魏格纳在创立大陆漂移学说时所运用的这种整体性思维方式正反映了地质学的客观要求，他的这种思维方式也终究会被人们所认识。事实正是如此，当地球科学经历了长期曲折的发展，人们的认识经历了否定之否定的过程之后，地球科学家们终于惊叹地发现，“必须用整体的方式来研究这颗行星”。 三 地球经过了几十亿年的演化和发展，这个过程是无法在实验室里重现的。地质学家要研究人类所没有经历过的复杂的地质过程，就必须根据地球的现状去进行分析和推理。从这一点上来说，地质学考察和历史学研究颇为相似。地质学方法带有历史学方法的特征。 在地质学的发展史上，最先运用历史方法来系统地研究地质学的人是英国地质学家莱伊尔，是他第一次明确提出了“将今论古”的历史方法论原则，把“理性带进地质学中”。莱伊尔“将今论古”的历史方法论原则，在地质学上有着深远的影响，具有普遍的方法论意义。 但是，“将今论古”作为一种历史方法有它一定的片面性，还不是一个完整的历史方法。“将今论古”一般是以现实的一页来推论历史的一页，实际上从这种推论出发的一页并不仅仅是地质事实在某一地质历史时刻的静止状态，而是包括了从该时刻起至它后来所经历的动态过程。所以，在以现实去推论过去的时候，有必要顾及现实的各种事物与历史的某一事物所存在的历史的必然联系。就是说在运用“将今论古”的时候，同时也要“以古论今”。 “以古论今”是“将今论古”在方向上相反的逻辑过程，只有把它们有机地结合起来，才能构成辩证的完整的历史方法。在大陆漂移学说中，魏格纳正是运用了这种完整的历史方法。首先，他从大西洋两岸在形态和古生物上的相似性入手，提出了大陆漂移学说的思想线索，并根据现在大西洋两岸的地层和褶皱构造的联系以及生物区系空间地域分布的历史演化和古冰川的遗迹来作为论证大陆漂移的历史佐证；然后，用古代大陆的漂移运动来解释今天地球上海陆的分布状况，并且预测未来的发展。例如，魏格纳根据东非大裂谷和红海的地质发展历史，推测大陆将在这里继续分裂涨开。 通过研究地表各种现存地质现象，我们可以在头脑里恢复早已不存在的古代大陆的漂移运动；反过来，也可以用大陆的漂移运动，来解释今天和预测未来的各种地质作用。由现实追溯历史，由历史解释现实，殊途同归，两者从不同的侧面都重现了历史现象在主要环节上的前进运动。古和今在时间上和空间上的联系决定了方法论上“将今论古”和“以古论今”的结合。 值得注意的是，“将今论古”和“以古论今”这两种方法在现代地学研究中得到了深入的发展和更加广泛的运用，并出现了在新的基础上相互结合的趋势。“将今论古”主要着眼于现代海洋沉积和现代生物的研究，重建生物史和沉积史；而“以古论今”则是用历史推断现在和预测未来，如应用同位素法、古构造分析法等，来探讨地球早期的形成过程和演化特点，并根据对这种历史规律的认识再推断地球的现在和未来，而这些都将统一到现代地球科学理论之中。 （张祖林，华中师范大学城市与环境科学院 教授）的房子时，特别高兴。可今天，她眼睛却在望着魏格纳，听到的都是他兄弟俩的话音：“温度，风速，气压……”而姑娘在想自己的心事：“我干吗要来呢？为什么要来飞呢？他会说出口吗？他也许又忘记了……” 突然，魏格纳朝向姑娘说：“埃尔斯，我要娶你做妻子，你同意吗？” 她突然一惊，深情地望着阿尔弗雷德，很久没有说一句话，仅仅是点了一下头。魏格纳从两只小盒子里取出订婚戒指，把其中的一只戴在埃尔斯的手指上…… 可是，就在订婚后不几天，就在魏格纳的学生被他著名的气象学讲座鼓动起来，准备为这门当时欧洲只有几所大学开设的新学科去献身的时候，魏格纳开始了他一生中第二次格陵兰探险。一去就是一年。这是埃尔斯和魏格纳相思、相望、难熬的一年。等到魏格纳平安归来时，他们便结婚了。 战场上诞生的划时代著作 魏格纳刚刚结婚，打算把家安在汉堡。不幸的是，1914年夏天，第一次世界大战爆发了。尽管魏格纳是一个世界和平主义者，但他仍然作为预备役大尉被征召入伍。他的部队奉命立即开赴前线。然而在那个战争年代，他——一个科学工作者能为科学，为人类做些什么呢？ 魏格纳所在的部队进入前沿阵地。 战争，大炮轰鸣，弹片横飞，子弹在头顶上呼啸而过。冲锋——那是在弹雨下没命地奔跑；退却——没有道路！泥泞，靴子湿透了，还是没完没了地走呀走呀。然而经常在魏格纳眼前浮现的，却是蔚蓝色的条带——那是大西洋，还有条带两侧的大陆，欧洲大陆、非洲大陆和南北美洲大陆，这些大陆围绕大西洋到达北极…… 埃尔斯的来信多么叫人牵肠挂肚啊。但他心神稍稍安定下来，便用一根小棍在地上画了起来，他在画非洲和美洲，仿佛他又看见巴西恰好从非洲裂散开来。 不幸的是，在一次战斗中，他的手部和颈部受伤了。他被送入了野战医院。伤口一阵阵剧疼，魏格纳咬着牙，从未发出过一声呻吟，而整个脑子填满的依然是同一念头——非洲与美洲，欧洲与美洲，以及夹在它们中间的大西洋…… 魏格纳的伤势在恶化。最终他被送进一所大后方医院。当埃尔斯来探望他的时候，令她惊讶不止的，是丈夫请她设法弄一些书来。他开列了一大串书目，涉及许多与他的气象专业无关的学科，如地质学、古生物学、生物学、地球物理学、地理学、生态学、大地测量学，以及古气候学…… 魏格纳受伤后，便获准请了长假。医生和亲友们都劝他好好静心养病。 也多亏了这次伤病，魏格纳才得以离开战场，立即投入了著述工作。过去他曾经想过，如果他死于战场，就不能把自己的学说公之于世，那将遗恨终生。于是，他又重新坐在写字台边，忘我地工作 起来。 一幅不寻常的大陆漂移模式图，终于在魏格纳的脑海里诞生了：不仅现在的欧洲和非洲是从南北美洲脱离开来的，而且过去所有大陆曾是一个整体，是从这个整体脱裂开来的。若把澳洲看作曾一度与南亚连在一起、南极与非洲连在一起的话，那何尝不可以认为，南美、非洲与亚洲过去也是连在一起的呢？澳洲不是从印度半岛脱离开来的吗？而印度半岛不又是从马达加斯加岛脱离开来与喜马拉雅碰撞在一起的吗？引人注目的是，格陵兰的西岸不是正好可以与它对面的北美洲海岸轮廓相吻合吗？ 但是，这幅图被描绘得越明白具体，魏格纳就越清醒地认识到，如果要把这幅模式图加工成科学的假说，还需要许许多多的事实和论据。否则传统观念不是那么容易打得破的。 假期一晃就过去了，魏格纳又奉命重返前线，这次分配他改做 野战气象观察服务。这个工作，给了他一个机会，他又可以在业余时间继续研究大陆漂移的 问题。 1915年，在第一次世界大战的炮火中，划时代的地质文献——《海陆的起源》问世。用战争术语来形容，一枚重型炸弹爆炸了。 这是魏格纳对战争作出的最庄严回答。正如他的一位挚友贝多夫教授对他的评价：“他已经从可怕的战争景象中培育起来的狭隘民族主义中，完全解放出来了。” 应该指出的是，魏格纳写成《海陆的起源》，提出大陆漂移的科学假说，并非一时心血来潮，而是多年思索研究的结果。早在1910年，当他最初产生这一想法时，柯本教授曾一再劝这位未来女婿，不要把时光消耗在大西洋两岸何以具有相似性问题上：“不知有多少人都曾研究过它，结果是枉费心血，你应该把功夫花在气象学研究上！”尽管魏格纳对德高望重的柯本教授始终充满了敬意，但他并不因此而放弃自己的学术方向。一旦思想成熟，他就坚决地从气象学转向地质学，写出了《海陆的起源》这部伟大著作。 一首伟大的地质之歌 作为一个气象学家，魏格纳是从地球物理-气象学领域，开始自己的科学研究工作的：他研究大气圈上层热动力学，研究了极地冷气团的运动。在对陆地高度与海洋深度的平面分布曲线对照分析之后，魏格纳第一次揭示出两个阶梯的成因性质，一个阶梯是大陆平均高度，另一个是全球洋底的平均深度。 他推断，组成洋底的岩石与组成大陆的岩石原则上是各不相同的，前者重，以硅镁为主，又叫“硅镁层”；后者轻，以硅铝为主，又叫“硅铝层”。这种看法，在20世纪初叶具有非常大胆的创造性，它从地质学角度对洋壳和陆壳的不同成因给出了一个重要解释。 然而，关于物质的地质运动形式及其层壳性，魏格纳的概念过于模糊，关于两类地壳结构的概念，他又看得过于简单。按照魏格纳大陆漂移模式，轻而硬的硅铝陆壳会像“冰山”那样，在具有塑性而又致密的硅镁层上进行漂移。 尽管在细节上很不完善，但大陆漂移学说的成功是必然的。魏格纳从地貌学、地质学、地球物理学、古生物和生物学、古气候学、大地测量学等各个不同的学科的角度，对他的大陆漂移学说作了严密的论证。 最简单最明显的证据，同时也是最有力的证据，便是大西洋两岸大陆海岸线的相似性。魏格纳将诸大陆的外形轮廓线进行比较，发现各海岸线能很好地拼合起来（近年来有人取大陆架的轮廓线用计算机作出了最佳拟合，偏差真是微乎其微）。 于是，他推测在古生代末期，所有大陆曾是一个统一的联合古陆。联合古陆包括两部分： 北方劳亚古陆，由现代的北美，欧洲和亚洲（不包括印度）组成；南方冈瓦纳古陆，包括南美洲，非洲，南极洲，澳洲和印度。 由于任何一个大陆的古生代和早中生代的地层剖面，在两大古陆相邻部位都能一一对上，因而便能够得出一幅大陆块拼合结构图。这些大陆第一次分离发生在中生代，通常只能给出一个平均年限，甚至是上限，即距今1亿～1.8亿年左右。在分裂时，发生了大规模的碱性玄武岩浆喷出，从而形成一些独具特色的金属成矿带，譬如非洲的安哥拉与南美巴西的成矿带，按现代大陆拼合后都在一个条带上。 古气候的资料，始终是魏格纳的有利论据。当时，就在澳洲、印度、南非和南美，发现了2.5亿～3亿年前的古冰川遗迹。这些地质时期的冰川泥砾，后来在20世纪60年代居然在南极洲亦被发现。把这些古冰川遗迹放在联合古陆拼合图上，发现竟然集中在一个不大的地区，即当时的极区；冰盖的规模比现代南极洲面积略大。 这段时间在欧洲，沉积的却是富含珊瑚礁（暖海标志）的石灰岩。距今2亿多年前，在二迭海中，标志暖海的珊瑚礁和巨厚盐层，现在也在北极圈（北乌拉尔附近）找到了它们的踪迹。这样大规模的古气候反常事件，在气象学上是不好解释的，若从大陆漂移学说来看便是自然而然的事件了。 古生物学和生物学上也有很多证据。在南半球的南极、非洲、印度、南美洲和澳洲，到处都发现早古生代的同一种属动植物化石，显然这种同一的动植物群都曾经生活在同一大陆——即过去的南方冈瓦纳古陆上。典型例子，动物有水龙兽，植物有同一门类的裸子植物。尤其是这些裸子植物，分布是那样地广泛，它们的种子不可能靠风的搬运远涉重洋。在现代南半球的每一块大陆上，特有的动植物种属的形成是从中生代开始的，这就证明联合古陆的分离正是从中生代开始的。 更为有趣的是，魏格纳旁征博引，根据某一特定时间段的一些主要古生物学上的论证，通过形象思维加工出一幅幅古大陆聚合与离散的演化模式图，适用于距今6亿多年，包括了整个显生宙。这件事会令数学家目瞪口呆，高度的想象力竟如此深刻地把握住了物质运动的地质形式，模式竟是如此之精确。难怪现代有人惊叹魏格纳是一位伟大的地质诗人，他的大陆漂移学说是一首震撼世界的伟大的地质 之歌。 魏格纳还提出了其他革命的思想，譬如岩石圈在冰盖重压下会发生挠曲的思想，离散的陆块边缘在原始块体作用下将再度绽裂的 思想。 一个学说的诞生、发展不会是一帆风顺的。《海陆的起源》发表后，魏格纳在很长一段时间并没有获得相应的学术地位。他的朋友写道：“我们许多魏格纳的同事纷纷为这位伟大的学者鸣不平，为什么德国没有授予他正式教授头衔？”直到1924年，魏格纳才获得邻国奥地利格拉茨大学授予他的气象学和地球物理学教授头衔。 长眠在格陵兰 魏格纳的一生都与格陵兰探险联系在一起。他注视格陵兰，先是从气象学开始的。因为自从人类出现以来的全球气候事件，最有趣的莫过于格陵兰了。北欧流传下来的民间传说和历史记载，总是少不了以这些气候事件作背景。这类文献，比现代气象观测记录早了数百年。它们强烈地吸引着一代又一代探险家，也对魏格纳产生了重要影响。神奇的格陵兰，点燃了魏格纳最初的探险梦想。 早在公元前2350—前650年间，北欧曾是一个相当温暖而平坦辽阔的草原，甚至在公元7世纪，格陵兰还住有一万多欧洲移民。可是到公元14世纪，北欧气候逐渐变冷，格陵兰冰川扩展到17世纪，已经淹没了几个世纪以来一直繁茂昌盛的牧场。 到了魏格纳时代，格陵兰已经是一个神秘而又恐怖的冰雪覆盖的极地世界了。格陵兰冰期扩大与欧洲人生活至关重要，探索它的秘密来为人类服务，激励着许多有志青年。 格陵兰岛幅员辽阔，不同地区的地理差异巨大，气候差异也巨大，是研究气象学的理想场所。岛上还存在一些世界上最古老的岩石，它们是研究早期地球构造的非常好的素材。为了获得气候变化和早期地球构造的第一手资料，魏格纳曾四次到格陵兰探险，进行实地科学 考察。 第一次探险是在1906—1908年，魏格纳以官方气象学家身份参加丹麦探险队。他们第一次穿过冰盖，行程1100千米，首次获得了丰富的极地冷气团的第一手珍贵资料。 第二次探险是在1912—1913年。魏格纳参加了当时著名的极地探险家科赫船长（一位丹麦上校）领导的探险队。这次探险的研究重点转移到了冰川学和古气候学上。他在这次探险中收获很大，学术上除了大气热动力外，还在极光、云光学、海市蜃楼的研究方面有所发现。特别是，在漫长的极地冬夜，他对大陆漂移学说作了苦苦思索，终于下决心从气象学转向地质学，这是他学术生涯中的重要转向。此外，这次探险使他积累了组织和领导极地探险队的必备经验。从这以后，他名副其实地成为德国极地考察界公推的领袖，并且出版了两本描述这次探险的著作。 第三次探险是在1929年初春至深秋，这是一次试探性的考察，目的是在陡峭冰壁间选择搬运重型设备（如人工爆破地震仪）的登岸地点，为后期探险做准备。 第四次探险是在1930年。实际上，魏格纳在1927年年底就领受了这个任务，但一直未能成行。在魏玛共和国政权日渐衰败，希特勒纳粹政权即将上台的前夜，德国政府焦头烂额，无法全力支持魏格纳制订的庞大探险计划。因此，从开始筹备那天起，千头万绪，内外交困，各种困难，纷至沓来，他不得不亲力亲为。各种繁杂的准备工作，几乎耗尽了他的全部心血。在他的不懈努力下，探险队终于可以出发了。 130年4月，魏格纳和他的探险队终于抵达格陵兰。他们试图重复测量格陵兰的经度，以便从大地测量方面进一步论证大陆漂移学说。在严酷的条件下，魏格纳亲自做气象观测，还利用地震勘探法对格陵兰冰盖的厚度做了探测。 当时，在格陵兰中部爱斯米特临时