在地學的發展史上,板塊構造說是如何戰勝膨脹說而成為「主流理論」的?
1960s的海底擴張的觀測結果,成為了大陸漂移學說的關鍵證據。膨脹說和板塊構造說都可以解釋這些觀測現象。那麼板塊構造說是如何戰勝膨脹說而成為「主流理論」的呢?
瀉雲舞君(或者姑娘。。)葯,我還沒搞清楚性別。。
據鄙人回憶,這個話題在本2-3年級大地構造課程出現過。
先看膨脹地球說:
膨脹地球說,假設地球上的大陸漂移,都是因地球膨脹所致。
一開始這個理論被提出,還是衍生出了不少分支理論,但是,基本都沒有得到學界的認可。
1834年,達爾文遠航期間,基於所觀測到的南美洲的階梯狀平原等現象,提出了地球正在膨脹的學說,可以說,這個說法是可以解釋問題的,比如海岸線附近的山脈隆升、珊瑚礁分布等。於是,達爾文同志率先發展出了質量不變前提下的地球膨脹學說。
Mantovani,隨後對這個理論進行了發展,認為地球大陸的拆分是由於地球本身的熱脹冷縮,大陸之間於是出現空間---海洋。

Mantovani, R., Les fractures de l』écorce terrestre et la théorie de Laplace, Bull. Soc. Sc. Et Arts Réunion, 1889: 41–53
Carey支持大陸漂移,但他基於海底擴張學說與隱沒帶的矛盾,支持其原因是因為地球質量的增加而造成的地球膨脹,一段時間內,部分地質學家支持Carey的學說。
S. W. Carey, The Expanding Earth – An essay review, 1975, Earth Science Reviews, vol. 11-2, pp.105-143
此期間還有一系列其他解釋,但是都沒有引起太大的影響。
一直到20世紀60年代,板塊構造學說橫空出世,膨脹地球說此後便被否定。
在這段時間內,地球科學與其他相關學科的快速發展,已經可以給一系列假說提供反證,說明其不科學性

對地球本身的測量研究,地球並沒有發生膨脹。。。(這相當於直接打臉。。學說被取代已經沒有商量)

現代板塊的移動和俯衝帶的變化規律,也並不符合地球膨脹所帶來的應有規律,可以推斷出,運移機制並非地球膨脹所致。

地球在近6.2億年內沒有明顯的體積變化(據轉動慣量推算)

地球膨脹說與地幔支撐地表有直接矛盾。
等等。。反正地球膨脹說混不下去了,那麼誰來代替呢?
板塊構造說。
為什麼是它?因為板塊構造論更符合地球科學,並且更能解釋板塊漂移現象。
其實,這個理論的發展,就是為了解釋板塊漂移----板塊漂移是觀察到的客觀現象:

1912年,魏格納提出大陸漂移。但解釋不清楚原因,所以並沒有立刻得到學界認可。
1959年洋中脊的發現和60年代地磁反轉的發現,直接為大陸漂移提供了切實證據,並發展出一系列解釋。
海底擴張學說成為相輔相成而發展出的重要理論。
1968年法國勒皮雄首先將全球岩石圈分為六大板塊,板塊之間有三種相對運動方式:聚合、張裂與保守(錯動)三種方式;不僅有大板塊,各小版塊也被研究確定出來。

圖:United States Geological Survey,

圖自Qingdou
有了這個基本思路,之後的發展就非常迅速了,理論的解釋水平也迅速提升,很快得到了學界的一致認可-----
這是目前階段最好的解釋理論。
這是理論的結束嗎?不是的,即使是板塊構造說,也存在很多問題,比如:板塊運動的驅動力來源?(動力學機制)
這就需要進一步加強都地球本身的認識啦,其實人類對地球本身的認識很淺。。。對地球的研究僅僅停留在表層,相信隨著對地球認識的加深,解釋理論也許會進一步接近真相!
最後:推薦個挺有意思而大家可以看看:http://www.thecoldstonescut.org/media/files/misc/Plate-tectonics-websites.pdf
Dogmas may blinker mainstream scientific thinking | The Japan Times

並送上--洋中脊美圖

在這裡我想做個自問自答,說說自己的想法,請各位地學同仁批評指正,不專業和不自量力之處還請見諒。
1、為什麼提這個問題。
雲大等大V認為我導師的「地球大龜裂」本質上是膨脹說,因為當時並不了解膨脹說,所以究竟是否如此、而膨脹說又是如何式微的、有哪些問題,這幾個問題一直很想了解。
2、板塊構造說與膨脹說的對比
共同點:都是活動論的演化,可以解釋海底擴張、洋中脊、大陸裂谷等觀測現象。
板塊構造說的優點:擅長解釋水平的構造運動。
膨脹說的優缺點:也可以解釋垂向的構造運動。可以解釋盤古大陸裂解等問題。然而膨脹的原因卻缺少合理的解釋。
3、膨脹說式微的原因之我見
墨守成規:膨脹的原因是膨脹說的核心問題,絕大多數研究集中於重力、地球質量等的變化上,雖然也有相變說等一些其他的觀點,但沒有成為主流。
70年代,俯衝帶地震的矩張量分析結果揭示了板塊俯衝的運動過程和應力狀態,當時膨脹說的主流觀點無法給出合理的力學解釋,於是膨脹說逐漸式微;而海底擴張說的傳送帶模型,給出了一個簡單合理的力學解釋,我認為這是海底擴張說開始流行的主要原因。
優點被新理論替代吸收:最有代表性的就數地幔柱學說了。地幔柱學說可以認為是相變說的特殊演化,它可以解釋垂向運動、實際上就補上了板塊構造說在解釋垂向運動的不足。
4、總結
板塊構造說最終成為主流,並不是因為它完善,而是相比較而言更加完整、也更有活力。而傳統的膨脹說主流觀點雖然被淘汰,但膨脹說並不是被消滅,而是換了一種形態,成為補足板塊構造說的一部分而存在。
PS:地學發展之我見:板塊運動動力學模型將會統一和簡化。舉個不知恰不恰當的例子,板塊構造說和地幔柱說看起來可以統一在地幔對流的模型下,但具體的動力學模型卻不盡相同。不論如何,只有關於力學的新觀測和新成果才能推動地學學科的飛躍。板塊構造說的流行是如此,未來新的地球乃至行星演化的研究亦會如此。
PS2:其實這個回答存在草稿里很久都沒有發表。主要是因為我覺得我作為一個「外行」,不適合評論地學各學說的發展,而且這還涉及到點評主流觀點這種敏感問題。這是一個不大敢觸碰的點。但是今天看到 @雲舞空城 斥膨脹說為偽科學,我想了想,還是把自己的想法發表出來好了。因為無論理性還是感性,我都無法認可膨脹說是偽科學。
最後感謝 趙公子斐 提供的英文材料和wikipedia
應該是很多構造不得解
《搏擊滄海——地學革命風雲錄》
當你看到這篇文章,任何信奉板塊、大陸漂移的學者,你只能閉嘴,
《盆地、沖積平原對成煤、成礦、地質災害起了決定作》
;引言;在地球上,任何生命都與「碳元素」緊密相關,進行著;排放出二氧化碳,地球也遵循著這樣的規律,地球也是;經過多年的思考,,,,
【內容摘要】根據「煤的成因」理論,煤是由大量的樹木、植被、動物屍體、以及沼澤地帶,經過多年的演變形成的。從這個定義出發,煤主要是以碳元素為主的物質,那麼,在這地球上,含碳元素的物質是如何堆積在地球的某一處呢?地面上的含碳物質會堆積哪裡呢?從這些疑問入手,經過二十多年的探研分析,終於得出了碳元素的循環規律,也同時也找到了地質災害的成因與災害產生的「共性」。
【關鍵詞】沖積平原;湖泊;煤;天然氣;沼氣池,
引言
在地球上,任何生命都與「碳元素」緊密相關,進行著周而復始的碳元素循環,生命需要進食含碳的有機物質, 排放出二氧化碳,地球也遵循著這樣的規律,地球也是要吞納含碳有機物質,在地球內部形成煤炭、石油、天然氣等等,再經過火山、地震、人類開採與使用,形成二氧化碳排放空中,被排放空中的二氧化碳又被樹木,植物利用光合作用被吸收,再次將二氧化碳轉化 成有機物質,以植物的形式體現出來,一部分植物被動物消化,一部分通過河流被運移地球內部,形成一個反覆「碳」循環的體系。
多年來,我一直思考這樣的問題,煤到底是如何形成的?原有的煤炭形成理論,「煤是樹木、植被、動物屍體堆積,以及沼澤地,經過多年的演變形成煤炭」,根據這個理論分析思考,陸地上為什麼看不到樹木、動物屍體的堆積呢?另一方面,煤礦很大,哪來的那麼多樹木和動植物屍體呢?
一,天然氣如何的形成的?
經過多年的思考和研究,終於發現,將含碳有機物質堆積起來,只有一種可能,就是通過河水的運移,將樹木、植被、動物屍體等含碳有機物質運送到湖泊、低洼地帶,經過多年的沉積,疊加,將湖泊,低洼地帶變成盆地和沖積平原。 湖泊,低洼地帶,他們形成了聚集各種地表物質的自然條件,地表的含碳物體在水流、河水的衝擊、運移,被湖泊、低洼地帶沉積下來,經歷幾百年,上千年的沉積過程後,湖泊的演變成乾涸的陸地,也就是,湖泊---沼澤地帶—干 涸的盆地結構陸地。而低洼地帶在多次衝擊中形成沉澱,天長日久成為沖積平原。而在這個上萬年過程中。湖泊、沖積平原要積累無法估量的樹木、植被、泥沙,以及魚類屍體,在多年的積累沉積過程中,湖泊、沖積平原沉積了巨厚的沉積物質,有幾十米,上百米、甚至上千米的厚度,繼而形成了盆地式結構的陸地、沖積平原。通過這樣沉積的方式,地下儲存了大量的含碳物質,從而完成了碳元素物質的積累。而這個過程,與生活中的「沼氣池原理」完全相似。 任何物質,在高溫、高壓、通電作用下,會發生了化學反應和化學變化,地下沉積大量含碳物質,在一定條件下,就會發生同等元素的物質的轉化,形成含碳固體、液體、氣體等物質。根據沼氣池形成甲烷氣體的原理,沉積巨厚含碳物質的盆地、沖積平原,就必然會出現含碳氣體,固體和液體,氣體很可能就是天然氣。
二,煤炭是否也在盆地、沖積平原內部以及與山體接壤處產生呢?
地球上一個重要的現象,就是水流運移,雨水、河流將地球表面沖洗,把地面的含碳有機物運移匯聚,最後停留在湖盆、低洼地帶,盆地、沖積平原就具備了儲存含碳有機物的條件。盆地、沖積平原在多年的河水運移,形成一個天然的碳物質儲存庫,這是一個顯著的量變過程,當物質的量變達到一定程度,就會發生質變。盆地、沖積平原條件成熟, 就無法避免的發生一系列化學變化。我們清楚,在化學變化中,物質發生化學變化,會產生熱能、氣體、甚至出現爆炸現象。從這個角度分析,那麼,地球上經常出現地震,是不是在這樣的條件下,這樣的地理位置上,而產生了一種巨大的能量釋放,導致地球的震動?同時,地下在釋放巨大能量的同時,地下含碳物質在熱能作用下將進一步發生化學變化,將含有碳元素氣體物質演變成固體,進而形成煤炭?根據推理分析,天然氣和煤應該存在同一位置,存在於盆地、沖積平原與接壤的山系帶,而地震也應發生在這樣的地理位置上。這個演變過程應該是,沉積盆地與沖積平原--天然氣--地震—煤炭。附下圖 如果上面的推理正確,那麼,
我們可以得出如下的結論:
1,地球內部出現碳元素物質的堆積,一定是通過河水的運移,經過多年的沉積、疊加,將含碳物質埋入地下,進而形成了盆地和沖積平原。
2,沉積式盆地、沖積平原,一定會產生天然氣體,在化學反應的作用下形成含碳的固體、液體、氣體。
3,地震所發生的地域,它的周邊一定存在著一個衝擊平原或盆地。沖積平原、盆地的面積大小決定了天然氣、煤礦、地震的大小。
4,在其內及周邊,沒有盆地、沖積平原的地域,決不會發生地震。
5,如果說,盆地、沖積平原形成天然氣,分析天然氣移動走向,根據地質疏密程度,盆地、沖積平原的表面密度相對於山體的密度就大一些,氣體移動會順山體移動,山體結構是岩石,岩石存在縫隙,盆地、沖積平原所形成的天然氣就會存儲在山體內,根據天然氣可燃可爆特性,就存在膨脹、爆炸可能,產生地質災害,而震源中心多出於這樣的地理位置。
6,對於大的沖積平原,在它的內部和周邊 ,一定存在巨量的天然氣以及大的煤礦,反之,沒有這樣的地理位置,不會出現巨量天然氣與煤礦,沖積平原大,天然氣儲量也大,地震也大,煤礦也大。
根據上述的結論,用事實加以驗證。 根據百度搜索,複製了相關的信息資料。
A,「汶川大地震」是否發生在沖積平原或盆地周邊地域里? 汶川地震,它所包括的震區是十個最嚴重震點。汶川縣、北川縣、綿竹市、什邡市、青川縣、茂縣、安縣、都江堰市、平武縣、彭州市; 從上面這些地震位置發現,參見下圖,這些震區圍繞著盆西平原,也就是成都平原的北部。 網上資料顯示,成都平原發育在東北—西南向的向斜構造基礎上,由發源於川西北高原的岷江、沱江(綿遠河、石亭江、湔江)及其支流等 8個沖積扇重疊聯綴而成複合的沖積扇平原。整個平原地表鬆散沉積物巨厚,第四紀沉積物之上覆有粉砂和粘土,結構良好,宜於耕作,為四川省境最肥沃土壤,海拔450~750米,地勢平坦。 盆西平原介於龍泉山和龍門山、邛崍山之間,北起江油,南到樂山五通橋。包括北部的綿陽、江油、安縣間的涪江沖積平原,中部的岷江、沱江沖積平原,南部的青衣江、大渡河沖積平原等。 根據這些發生重災區的位置發現,汶川縣、北川縣、綿竹市、什邡市、青川縣、茂縣、安縣、都江堰市、平武縣、彭州市,將這些城市依次連接,將成都平原包圍了一圈,根據這些城市受到同等嚴重受災情況,再根據地圖,成都平原的邊緣是地震中心地帶。
B, 魯甸大地震是否發生在沖積平原或盆地地域里? 魯甸此次地震災區最高烈度為Ⅸ度,等震線長軸總體呈北北 西走向,Ⅵ度區及以上總面積為10350平方千米,共造成雲南省、四川省、貴州省10個縣(區)受災,包括雲南省昭通市魯甸縣、巧家縣、永善縣、昭陽區,曲靖市會澤縣;四川省涼山彝族自治州會東縣、寧南縣、布拖縣、金陽縣;貴州省畢節市威寧彝族回族苗族自治縣。 資料顯示, 昭魯壩子東起昭陽區涼風台大山腳,西至相鄰的魯甸縣城稍外。總體地勢西南高,東北低,面積約525平方公里,屬雲南四大壩子之一。壩子內丘壩相間,地勢平坦, 昭魯壩子位於雲南省東北部的昭通市,昭通市西北面與四川省隔江(金沙江)相望,東南面與貴州省畢節市接壤,南面與雲南省曲靖市會澤縣相鄰,是雲南、貴州、四川三省的結合部。昭通市境內最高海拔(巧家縣葯山)4040米,最低海拔(水富縣滾坎壩)267米。昭魯壩子處於昭通市的腹心地帶,南北縱貫昭陽區與相鄰的魯甸縣,故稱昭魯壩子。 昭魯壩子北接壤金陽縣,南接壤會澤縣,南北穿越魯甸,昭陽區,西側對應巧家縣。 結合上面的陳述和地圖,就不難得出,昭魯壩子處在8.3魯甸大地震的中心地帶。
C,秘魯大地震是否發生在沖積平原或盆地地域里? 資料顯示,亞馬遜平原位於南美洲北部,亞馬孫河中下游,介於蓋亞那高原和巴西高原之間,西接安第斯山,東濱大西洋,跨居巴西、秘魯、哥倫比亞和玻利維亞四國領土,面積達560萬 平方千米(其中巴西境內220多萬平方千米,約佔該國領土1/3),是世界上面積最大的沖積平原。 秘魯當地媒體報道,當地時間24日下午18點左右(北京時間25日早6時左右),秘魯中東部與巴西交界的馬德雷德迪奧斯大區發生里氏7.5級地震。根據中國地震台網中心消息,此次地震的震級為7.7級,震源深度610公里。 秘魯多個省份、巴西、阿根廷、智利、哥倫比亞、玻利維亞和厄 瓜多爾等鄰近國家的一些地區均有震感。 事實上,亞馬遜平原周邊地帶的智利、哥倫比亞、玻利維亞和厄瓜多發生過多次大地震。 根據地圖,這些發生大地震的國家,都處於亞馬遜大平原的周邊。這些國家的天然氣開採量也很驚人。
D,台灣大地震是否發生在沖積平原或盆地地域里? 資料記載,台灣的台中、南投兩縣為921地震的重災區。地震發生次日有統計數字表明:死亡人數逾2000人,上6534人,受困者2308人。台北縣、台北市、苗栗縣、台中市、彰化縣、雲林縣等地災情較為嚴重。 台南平原台灣省最大的平原,屬沖積平原,其面積五千平方公里。 台北縣、台北市、苗栗縣、台中市、彰化縣、雲林縣位於「台南平原」東側, 台南平原5000平方公里,921地震處在台南平原地帶。 另註: 百度資料,1556年,中國陝西省南部秦嶺以北的渭河流域發生的一次特大地震。華縣地震之所以造成巨大損失,還與震中區位於河谷盆地和沖積平原,鬆散沉積物厚. 1739年1月3日晚8點左右,在平羅、銀川一帶發生該區有史以來最大的8級地震,地震位置處在銀川平原。銀川平原是黃河沖積平原,地下水埋深極淺,甚至溢積地表,地下水排泄不暢,土壤鹽漬嚴重。 ...... 按照這樣的思路分析判研,再結合衛星地圖,找到世界所有的沉積盆地、沖積平原,與此地所發生的地震結合起來,發現,在這樣的地理位置上存在各種地震,對於所有的大地震,在它的周邊,或是在受災嚴重地區所包圍的地帶,都存在各種盆地、沖積平原」。所有歷史大地震,都存在一個共性,每一個大地震都對應著一個大的衝擊平原或盆地。我們任意的拿出一個地震事件,都存在這樣的現象。有地震的地區,就存在這麼一個「沖積平原」,反之,沒有「沖積平原」的地區及附近周邊,就沒有地震。
E,沖積平原,盆地會產生天然氣么? 百度資料,2015年下半年,中國石油在四川盆地頁岩氣勘探獲重大突破。經國土資源部審定,中國石油在四川盆地威202井區、寧201井區、YS108井區,新增含氣面積207.87平方公里、頁岩氣探明地質儲量1635.31億立方米、技術可采儲量408.83億立方米。這是中國石油首次提交頁岩氣探明地質儲量。 作為一種非常規天然氣資源,頁岩氣如何實現有效勘探開發,國內沒有現成經驗。中國石油從2007年進行地質綜合評價開始,解放思想,創新實踐,創造了頁岩氣工業氣井、頁岩氣「工廠化」作業平台等10多項國內第一,形成了頁岩氣資源評價、區塊優選、快速鑽進、長水平段固井、分 段壓裂、壓裂液回收再利用技術系列,積累了以「井位部署平台化、鑽井壓裂工廠化、采輸設備橇裝化、工程服務市場化、組織管理一體化」為核心的降本增效經驗,對我國規模效益開發頁岩氣資源將產生重要的推動作用。 截至2015年8月27日,在上述探明儲量區內,已有47口氣井投產,日產氣362萬立方米,能保障280萬個三口之家用氣。 對世界上每一個國家的沖積平原或盆地進行搜查,都會存在著這樣現象,存在大平原或大盆地的國家地區,煤炭、天然氣非常豐富,同時大地震也頻發。把世界上著名的大平原拿出來,得出的結論都是一樣的,不再一一例舉。
經過上面的分析論證,煤礦、天然氣、地質災害的成因以及所處的地理位置已經非常清楚,所舉的事例和事實完全符合文章所闡述的觀點。從這個觀點出發,各種礦藏的地理位置就明確了,地質災害的成因也找到了。 上述觀點對於地球的合理開發,保護地球家園,有極其深遠意義。按照這個理論觀點,地球多年來形成的自然災害,可以找到相應的解決對策,避免災害造成的生命與財產的重大傷亡和損失。從這個觀點出發,還會發現地球的過去,預知地球的未來,一舉突破以往很多無法解決的問題。
2014年4月19日
再分析「大陸漂移」。
按照地球的歷史變化,在數年的歷史長河裡,海洋發生了無數次的起伏變化,海水隨地球的「形變」,會上漲和下降,海水上漲,就會淹沒群島,群島變成海洋;海水退降,就會出現陸地或群島,如是,問題就來了,
海水下降,出現群島了,群島是漂移來的么?群島被海水淹沒了,看不到了,就是漂移走了么?
地質學者,還有沒有一點智商?
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