從“大陸漂移說”到“板塊構造說”
壹度被否定的“大陸漂移理論”
1910，有人先提出了這個問題:為什麽大西洋兩岸的南美和非洲海岸線如此相似？這個人就是德國地球物理學家和氣象學家阿爾弗雷德·魏格納，這個想法成了他提出大陸漂移學說的契機。
被海洋隔開的兩岸有相似的海岸線這壹現象很久以前就被註意到了。魏格納從地質學、古生物學和氣候學的角度對這壹事實進行了科學研究。他指出，根據造山帶和其他小動物的地質結構，如蕨類植物和蝸牛，它們不能穿越海洋，在3億年前的冰河時期廣泛分布於南美洲和非洲。他總結說，大約3億年前，我們今天所知道的所有大陸都屬於壹個“超級大陸”，後來這個“超級大陸”分裂成幾個大陸。過了很久，
魏格納提出的大陸漂移學說後來發展成為板塊構造學說，成為20世紀地球科學的主流。“大陸漂移說”之所以有如此強大的生命力，是因為它是壹個可以回答包括古生物學、古氣候、地質構造、地形學在內的廣大領域諸多問題的理論。然而，魏格納在1915年出版的《大陸和海洋的起源》壹書並不容易被接受。雖然得到了地質學家和古生物學家的認可，但卻遭到了大多數地球物理學家的鄙視，有人提出了有分量的反駁。
反對者的主要論點是，還沒有找到能讓大陸水平移動幾千公裏的動力。雖然地質學家Alsa Holmes認為地幔對流可能是大陸漂移的動力，但隨著1930年格陵蘭島探險中魏格納的消失，大陸漂移理論逐漸被人忽視，以至於到了40年代人們就把它遺忘了。“大陸漂移說”終於又開始在春風流行了。
20世紀50年代，“大陸漂移說”在完全不相關的領域卷土重來。這個完全不相幹的場，就是研究古地球磁場的課題——古地磁。今天，地球的兩個磁極——南磁極和北磁極——幾乎是固定的，但隨著時間的推移，它們的位置在漫長的地質歷史中發生了移動和逆轉。科學家根據古地磁，恢復了以前地質時期產生的巖石原始磁場，並由此推斷出南北磁極的位置。磁極隨時間的移動軌跡稱為“極移曲線”。1950年，英國的基思·蘭坎(Keith Lancan)和帕特裏克·布蘭科特(Patrick Blancott)基於對歐洲大陸和北美大陸各個地質時期巖石中殘余磁場的精確測定，成功獲得了“極移曲線”。地球只有兩個磁極:南磁極和北磁極，從各大洲研究的南磁極或北磁極的“磁極運動曲線”應該是壹致的。然而，蘭坎等人得到的兩條“極移曲線”形狀相似，但沿子午線方向偏離。如果把大西洋兩岸的北美大陸和歐洲大陸合在壹起，對應的“極移曲線”正好可以重合。這個事實恰恰說明大陸漂移是可能的。因為導致大陸漂移的動力學問題沒有解決，所有地球科學家壹直忽略“大陸漂移說”，但“大陸漂移說”卻因為古地磁的發現而重新出現。“海洋擴張論”應運而生。
50年代初，二戰中發展起來的新技術被廣泛應用於海洋觀測，如用聲納裝置觀測海底地形，用海洋磁場儀器探測海底磁場異常等。通過這些探索，科學家們終於搞清楚了全球海底上被稱為“海陵”的巨大海底山脈是相互連接的。
魏格納對大西洋海底山脈的中央山脊並不陌生。然而，類似的海脊在太平洋、印度洋、北冰洋等地球所有海洋中都存在，像網絡壹樣分布在海底。中央海脊中部還有壹個“大規模山谷”，在大西洋中部南北方向綿延654.38+00000多公裏。科學家還發現，這個“中央山谷”與中央山脊並排相連。所以有科學家提出，大西洋是地球的裂縫，海底可能在這裏擴張。後來，科學家測量了從地球內部流出的地殼熱流，得知熱物質似乎是從山脊以下的深處噴湧而出。
根據上述探測結果，科學家得出結論，中央海脊下地幔對流擡升形成洋殼，海底擴張，支持“海洋擴張論”，“海洋擴張論”也解釋了大陸的分裂和運動。當構成大陸地殼的物質密度很小時，地幔就會漂浮。根據“海洋擴張理論”，大陸下地幔的對流擡升導致大陸分裂，然後地幔的水平運動將大陸推開。
此後，美國加州大學斯克裏普斯海洋研究所的科學家們在美國西海岸附近的太平洋上觀測到了可以解釋海底地殼形成的地磁異常，並發現在20公裏至30公裏的寬度內有1%的磁異常，在南北數百公裏的範圍內呈條狀。此外，隨著同期巖石測年技術的進步，科學家們已經搞清楚了過去數百萬年間地磁場反復倒轉的歷史。
1963年，弗雷德·萬(Fred Vain)和德拉蒙多·馬修斯(Dramondo Matthews)提出了壹個大膽的假設:加州的地磁異常帶是地球磁場反轉的反映。在中央海脊，由於高溫巖漿冷卻形成了海底地殼，也形成了磁場與當時地球磁場方向壹致的巖石。Vain等人認為，地球磁極多次倒轉，各個地質時期具有磁場方向特征的海底地殼在海底呈並排條紋狀，這是觀測所證實的。由於海底向海脊兩側擴展，如果Vain等人的意見符合實際，那麽觀測到的反映磁場異常的條紋應該是關於海脊兩側對稱的。這種對稱性也為實際觀察所證實。收集到的觀測數據都支持“海洋擴張理論”，並根據海底磁場異常的數據，將科學家目前掌握的地球磁場反轉歷史壹下子擴大到2億年。板塊構造論
因為“極移曲線”和海底擴張提供的證據，大陸漂移確實是正在發生的事實。在1965年，科學家們使用計算機使地球上的大陸按照它們現有的形狀拼合在壹起。而且海地的地形、地震位置、火山等活動部位都連成壹條帶，於是就產生了“板塊構造理論”的革命性觀點。
1970後，板塊構造學說建立。根據這壹新理論，地球表面覆蓋著未變形的固體板塊(地殼)，這些板塊確實在以每年1厘米到10厘米的速度運動。由於地球表面積有限，地球板塊可分為三種狀態:壹是相互靠近的會聚板塊邊界；二是相互遠離的分離板塊邊界；三是相互交錯的轉化板塊的邊界。板塊本身沒有變形，地球表面活動集中在這三種狀態。例如，山脊形成於分離板塊的邊界之下，而海溝形成於會聚板塊的邊界之下，在那裏海洋板塊相互碰撞，壹個板塊俯沖到另壹個板塊之下。沿北美大陸西海岸分布的聖安地列斯斷層是在太平洋板塊和北美大陸板塊之間形成的典型過渡板塊邊界下形成的。
因為它與被稱為“環太平洋”的太平洋板塊周圍的狀態有關，這個地區的大地震、深震和火山活動非常活躍。由於印度次大陸和歐亞大陸的碰撞，形成了喜馬拉雅山和青藏高原。在大陸板塊相互碰撞的匯聚板塊邊界下，形成了大陸之間的沖突帶，也造成了大型褶皺山脈。
由於板塊構造理論的發展，迄今為止被視為謎團的大部分地球活動都得到了解釋。自20世紀70年代以來，旨在證實板塊構造理論的世界尺度地球觀測蓬勃發展。通過這些觀測，詳細確定了海底的年代分布，並弄清了以前地質時期的板塊運動過程。而且由於空間觀測技術的發展，即使是每年壹厘米的板塊運動，也可以觀測好幾年。解讀整個地球的歷史。
板塊構造理論證實了魏格納當年提出的“大陸漂移說”。由於“大陸漂移說”依賴於板塊運動，解決了長期被視為未解之謎的“大陸漂移說”的動力問題。然而，板塊構造理論並不能理解所有的地球活動。板塊構造理論只是證實了地球46億年歷史中最後2億年的事實。以前的地球活動在今天仍然是壹個重要的研究課題，導致板塊運動的地幔深處的活動需要進壹步的觀測和研究。
自20世紀80年代以來，科學家們利用被稱為“地震X射線層析成像”的技術，通過利用地震波來研究地球中的不均勻結構，並在研究中取得了進展。結果表明，曾經被認為是板塊運動驅動力的地幔對流的實際狀態似乎是可以觸摸的。至於地球的板塊結構在地球的演化歷史中是什麽時候開始形成的，科學家將進壹步研究壹些比2億年前更古老的海底地殼。
德國科學家魏格納在20世紀初提出的“大陸漂移說”就是在上述曲折過程中探索和發展的，直到20世紀70年代科學界認可的板塊構造學說問世。最新的對地觀測結果，為解開同樣對板塊構造理論猶豫不決的地幔深部和地核活動之謎，為厘清地球46億年的演化歷史提供了新的線索。
回顧20世紀地球科學的發展歷史，魏格納的“大陸漂移說”為研究地球活動創造了契機，同時也為我們全面了解已經細分為地質學、古生物學、觀測學和地震學的地球科學領域提供了良機。在上述意義上，“大陸漂移說”起到了開拓作用。