地質(zhì)“容顏”的變與不變

無(wú)論是“山無(wú)棱，天地合，乃敢與君絕”的海誓山盟，還是“今人不見(jiàn)古時(shí)月，今月曾經(jīng)照古人”的感慨與思索，都表達(dá)出人們認(rèn)為世間的山川、湖海與巖石都貌似亙古不變。事實(shí)上，與動(dòng)植物等生命體不斷進(jìn)化一樣，在地球幾十億年的演化過(guò)程中，海洋、大陸、山川、湖泊和巖石等同樣經(jīng)歷著分分合合與循環(huán)往復(fù)，世間萬(wàn)物的變化始終存在。

板塊構(gòu)造

——合久必分，分久必合

地球在約46億年前形成，地殼、地幔和地核構(gòu)成地球的3個(gè)重要圈層。產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代的現(xiàn)代地球科學(xué)理論——板塊構(gòu)造理論認(rèn)為，地球表層（巖石圈）是由厚度大約為100～150千米的巨大板塊構(gòu)成，全球巖石圈可分成六大板塊，包括：太平洋板塊、印度洋板塊、美洲板塊、非洲板塊、南極洲板塊和亞歐板塊。無(wú)論是海洋還是大陸所在的板塊，其所在位置的巖石圈就像木塊漂浮在水中一樣，存在于軟流圈之上，洋陸是人們看到的地理現(xiàn)象，板塊才是其基底或本質(zhì)。

地球地質(zhì)構(gòu)造示意圖

根據(jù)科學(xué)家的研究，地球的六大板塊不是固定的，它們?cè)诘蒯?duì)流、俯沖拖曳等動(dòng)力作用下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。原因是地球存在著熾熱不均的圈層，形成流動(dòng)的力量，當(dāng)圈層在垂向上趨于相對(duì)成型而出現(xiàn)板塊構(gòu)造后，板塊運(yùn)動(dòng)就出現(xiàn)了。所以，現(xiàn)今的六大板塊是在以往板塊基礎(chǔ)上活動(dòng)而來(lái)，也將繼續(xù)活動(dòng)下去。

三大類(lèi)巖石——你中有我，我中有你

海洋、大陸在緩慢運(yùn)動(dòng)著，那巖石又會(huì)怎樣呢？

沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖是地球上的三大類(lèi)巖石。沉積巖是已有的任何一類(lèi)巖石，經(jīng)風(fēng)吹日曬、剝離原地、水或風(fēng)或重力等搬運(yùn)和沉積作用而形成；巖漿巖是地球軟流圈的巖漿在內(nèi)外壓力差下，沿著巖石圈的薄弱地帶而上涌，其中噴發(fā)到地表而迅速冷卻的稱(chēng)之為火山巖，如玄武巖，未噴發(fā)出來(lái)就冷卻成巖的為侵入巖，如花崗巖；變質(zhì)巖是已有任何一種巖石在一定的溫度和壓力下發(fā)生變質(zhì)作用而形成的，如大理巖。

人們時(shí)常用“花崗巖腦袋”來(lái)形容一個(gè)人冥頑不化。其實(shí)，花崗巖不是一成不變的。巖石生成和種類(lèi)改變的循環(huán)過(guò)程分為3步，與板塊運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。

第一步：各類(lèi)巖石在重力作用下，經(jīng)水流由高及低搬運(yùn)，在低洼處及最終于大洋盆地沉積下來(lái)，形成沉積巖。

第二步：當(dāng)沉積厚度加大或構(gòu)造作用加劇且溫壓條件合適時(shí)，一部分沉積巖會(huì)成為變質(zhì)巖；一部分大洋盆地的沉積巖會(huì)隨著板塊俯沖作用，與洋中脊處產(chǎn)生的巖漿巖一道進(jìn)入俯沖帶，接受變質(zhì)作用形成變質(zhì)巖。

第三步：當(dāng)板塊俯沖到達(dá)一定程度則發(fā)生熔融作用成為巖漿，后續(xù)隨著巖漿作用上涌，在地下不同深度和地表冷卻后分別成為侵入巖和火山巖，統(tǒng)稱(chēng)為巖漿巖，在此過(guò)程中部分還經(jīng)變質(zhì)作用成為變質(zhì)巖。

?地球的六大板塊不是固定的，它們?cè)诘蒯?duì)流、俯沖拖曳等動(dòng)力作用下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)（供圖/渠洪杰）

經(jīng)構(gòu)造作用，上述3步形成的各類(lèi)巖石若出露到地表，將會(huì)繼續(xù)重復(fù)這一過(guò)程。板塊運(yùn)動(dòng)不息，則巖石循環(huán)不止，并呈現(xiàn)出“你中有我、我中有你”的交錯(cuò)。

盡管板塊構(gòu)造有旋回、山川大地與巖石有循環(huán)，但這些相比人的壽命而言是如此緩慢，所以，人們才會(huì)將“從未停歇”的變化誤以為“亙古不變”。當(dāng)我們帶著地質(zhì)學(xué)的時(shí)間概念去看待地理與人文，不但會(huì)產(chǎn)生對(duì)自然的敬畏，還會(huì)在構(gòu)建休戚與共的命運(yùn)共同體時(shí)增添一份友好。

?板塊作用下地球上三大類(lèi)巖石的循環(huán)過(guò)程（供圖/渠洪杰）

知識(shí)鏈接

板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)：漂移+旋回

東非大裂谷

大陸漂移和威爾遜旋回是與板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)極為緊密的兩個(gè)地質(zhì)學(xué)說(shuō)。

大陸漂移學(xué)說(shuō)

大陸漂移學(xué)說(shuō)是由德國(guó)氣象學(xué)家魏格納在1912年提出的一種假說(shuō)，并在3年后出版的一部專(zhuān)著中加以發(fā)展和完善。

大陸漂移學(xué)說(shuō)是解釋地球的地殼運(yùn)動(dòng)和海陸分布演變的學(xué)說(shuō)。大陸彼此之間以及大陸相對(duì)于大洋盆地之間的大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為大陸漂移。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為，地球上所有大陸在中生代（距今2.52億～6600萬(wàn)年）以前曾經(jīng)是統(tǒng)一的巨大陸塊，稱(chēng)之為泛大陸或聯(lián)合古陸。在中生代時(shí)，大陸板塊開(kāi)始分裂并漂移，逐漸到達(dá)現(xiàn)在的位置。

然而，這一假說(shuō)在當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是荒謬的。直到20世紀(jì)60年代，隨著地球科學(xué)的進(jìn)步，大陸漂移學(xué)說(shuō)才最終得到證實(shí)。

威爾遜旋回學(xué)說(shuō)

威爾遜旋回學(xué)說(shuō)是人們?yōu)榱思o(jì)念加拿大地質(zhì)學(xué)家威爾遜而命名的地質(zhì)學(xué)說(shuō)，是對(duì)大陸漂移學(xué)說(shuō)的發(fā)展，更進(jìn)一步說(shuō)明板塊不僅在運(yùn)動(dòng)，而且有種“分久必合、合久必分”周而復(fù)始的現(xiàn)象。

具體來(lái)講，該學(xué)說(shuō)是指大陸巖石圈在水平方向上彼此分離與拼合運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程，即：大陸巖石圈因伸展作用而裂解，以裂谷為中心繼續(xù)伸展而成為洋中脊和大洋盆地，而后大洋板塊向周邊或兩側(cè)的大陸巖石圈下俯沖直至消亡，再后來(lái)位于大洋兩側(cè)的大陸可能繼續(xù)碰撞，出現(xiàn)大型的造山帶并逐漸構(gòu)成一個(gè)新的大陸。

據(jù)科學(xué)家研究，最近一次的超級(jí)大陸裂解始于2.37億年的早三疊世，當(dāng)時(shí)的統(tǒng)一大陸被稱(chēng)為潘吉亞（Pangea）古陸，由羅迪尼亞（Rodinia）經(jīng)近5億多年裂解并聚合而來(lái)。經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，潘吉亞裂解為現(xiàn)在的板塊或地理格局，而這一過(guò)程將持續(xù)下去。

按照威爾遜旋回學(xué)說(shuō)的概念，未來(lái)2～3億年里，地球上的板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)將有如下過(guò)程：東非大裂谷繼續(xù)伸展擴(kuò)張，非洲大陸裂解，發(fā)展成如大西洋一般寬廣的海洋，但擴(kuò)展到一定程度將會(huì)似太平洋一樣向兩側(cè)大陸之下俯沖，海洋規(guī)?？s??；隨著俯沖加劇，海洋會(huì)縮小至最終完全閉合而使兩個(gè)大陸碰撞，形成如喜馬拉雅山一樣的造山帶，構(gòu)建成一個(gè)新的大陸。

地球表面洋陸格局的轉(zhuǎn)變與威爾遜旋回學(xué)說(shuō)（供圖/ 渠洪杰）