六、海洋探秘篇1
海底古磁性條帶之謎
19世紀末，著名物理學家居裏在自己的實驗室裏發現磁石的一個物理特性，就是當磁石加熱到一定溫度時，原來的磁性就會消失。後來，人們把這個溫度叫“居裏點”。在地球上，岩石在成岩過程中受到地磁場的磁化作用，獲得微弱磁性，並且被磁化的岩石的磁場與地磁場是一致的。這就是說，無論地磁場怎樣改換方向，隻要它的溫度不高於“居裏點”，岩石的磁性是不會改變的。根據這個道理，隻要測出岩石的磁性，自然能推測出當時的地磁方向。這就是在地學研究中人們常說的化石磁性。在此基礎之上，科學家利用化石磁性的原理，研究地球演化曆史的地磁場變化規律，這就是古地磁說。
為了尋找大陸漂移說的新證據，科學家把古地磁學引入海洋地質領域，並取得令人鼓舞的成績。
第二次世界大戰之後，科學家使用高靈敏度的磁力探測儀，在大西洋洋中脊上的海麵進行古地磁調查。之後，人們又使用磁力儀等儀器，以密集測線方式對太平洋進行古地磁測量。兩次調查的資料使人們驚奇地發現，在大洋底部存在著等磁力線條帶，而且呈南北向平行於大洋洋中脊中軸線的兩側，磁性正負相間。每條磁力線條帶長約數百千米，寬度在數十千米至上百千米之間不等。海底磁性條帶的發現，成為本世紀地學研究的一大奇跡。1963年，英國劍橋大學的一位年輕學者FJ瓦因和他的老師DH馬修斯提出，如果“海底擴張”曾經發生過，那麼，大洋中脊上湧的熔岩，當它凝固後應當保留當時地球磁場的磁化方向。就是說在洋脊兩側的海底應該有磁化情況相同的磁性條帶存在。當地球磁場發生反轉時，磁性條帶的極性也應該發生反轉，磁性條帶的寬度可以作為兩次反轉時間的度量標準。這個大膽的假說，很快被證實了。人們在太平洋、大西洋、印度洋都找到了同樣對稱的磁性條帶。不僅如此，科學家還計算出在7600萬年中，地球曾發生過171次反轉現象。
研究還發現，地球磁場兩次反轉之間的時間最長周期約為300萬年，最短的周期約為5萬年，兩次反轉的平均周期約為42～48萬年。目前，地球的磁場方向已保留70萬年了，所以，人們預感到一個新的磁場變比可能正在向我們靠近。
對於海底磁性條帶的研究仍在繼續之中，許多問題仍找不到令人滿意的答案。例如，對於地球磁場為什麼要來回反轉這個最基本的問題，就無法解釋清楚。盡管科學家們提出過種種假說，但其真正的原因還是不清楚的。也就是說，地球發生磁場轉向的內在規律之謎，有待於科學家們去繼續探索。
半島尖角方向為何多朝南方
我們對著地圖，粗略地計算一下各大洲大半島的數目，然後把各大陸南北方向凸出的不同半島對比一下，就會發現，半島方向大多朝南，朝南凸出的半島數量約為朝北者的兩倍，尤其是北美洲的半島，竟無一例外地都是向南插入浩瀚的大海之中。
在觀察了大的半島以後，我們再看小一點的半島。拿日本列島來說吧，那些朝南凸出的小半島的數量亦為朝北者的兩倍，而且日本幾個最大的半島，也全部是向南凸出的。
這種半島方向多朝南的現象，目前還沒有人提出一種完整的解釋理論。不過，大多數專家認為，這可能與地球表麵形成的方式有關。要解決這個問題，首先要搞清楚這些半島的形成時間，弄清半島形成時的地球運轉情況，半島原始位置和現在位置的地球物理化學環境及現在半島的形成方式，同時還要考慮地球科氏力在半島形成過程中及形成以後的作用。這些謎底的徹底揭開，很難在短時間內完成，還需要科學界進行漫長的探索。
尋覓失蹤的特提斯海
令人難以想象的是，今天浩瀚的地中海，過去曾是一個比現在大上百倍的喇叭形巨洋。更令人難以想象的是，當年的巨洋，今日的地中海，也曾有過一片幹涸陸地的時候。正因為如此，近兩個世紀以來，地中海課題一直為世界許多國家的地質學者們所關注。
大約在距今28億年前，地球上的海陸分布格局與今天完全不同。那時的非洲、印度、澳大利亞和南極洲是連在一起的古陸，地質學上把它叫作岡瓦納古陸。在岡瓦納古陸北部和歐亞古陸的南部，存在著一個規模巨大的古海洋，也就是地質學家們所稱呼的“中央地中海”。1883～1909年，奧地利著名地質學家愛德華·修斯，出版了《地球的麵貌》一書，首次提出穩定陸塊的概念。同時，他根據古希臘神話故事有關特提斯的傳說，給這個古老的地中海起名叫“特提斯海”。希臘神話故事說，特提斯容貌美麗，有“美發女神”和“銀腳女神”之稱。她心地善良，對遇難的神祇，盡力給予幫助。因此，直到今天，地學界的科學家們一直沿襲使用特提斯海這個美麗而尊貴的名字。從特提斯海到今天的地中海，經曆了漫長的地質演化時期。飽經滄桑的特提斯海的每一次變化，都在地球上留下了深深的印記，同時也為我們留下了許許多多的不解之謎。特提斯海的演化史為科學家，特別是地質學家們提供了一個長期而又富有魅力的課題。
關於特提斯海消失的原因，多年來一直是地學界探索的老問題，也是今天地學界研究的“熱點”問題。二個世紀末、本世紀初，一些地質學家根據當時所獲得的資料，再加上豐富的想象力，提出過種種有關特提斯海消亡的假說。到了近代，科學技術手段比過去有了很大發展，所得的資料比過去豐富得多，於是，各種觀點之間，既有排斥否定，又有滲透融合，逐漸形成了兩大學派：固定論和活動論。
固定論者認為，今天的地中海是一個複合式海盆。在其陸塊沉陷與裂合作用下，形成了邊緣海，經常有火山活動和地震發生就是最重要的證明。固定論者還勾畫出地中海複合式海盆的某些特征。我國著名地質學家黃汲清教授所創立的槽台多旋回說，對特提斯海的形成演變做了有說服力的論證。例如，在我國大陸及其他地區，發現了很多特提斯海全盛時期的生物化石、沉積岩石、岩漿石及火山噴發的物質。在我國新疆還找到了隻有在區瓦納古陸上生長過的動物水龍獸、二齒獸化石。就連岡瓦納古陸和歐亞大陸發生碰撞的縫合線，也在我國的西藏、新疆、青海的邊界處找到了。不僅如此，人們還認為，阿爾卑斯山—地中海—喜馬拉雅山是一條中新世代以來的地槽帶。
活動論實際上是用大陸漂移說、海底擴張說、板塊構造說來解釋地中海的成因。“格洛瑪·挑戰者”號鑽探船在世界各大洋獲得的大量鑽孔岩芯資料，以及海底古磁性條帶的被發現，使人們有更多的理由相信，海底擴張造成了陸地板塊的漂移。根據這一學說，大西洋在逐漸擴大，太平洋則在逐漸縮減，而地處歐、非、亞大陸中的地中海，正處於逐漸消亡的過程之中。於是，有的科學家認為，今天的地中海是古特提斯海的一部分。25億年前的特提斯海位於北方歐亞大陸和南方岡瓦納大陸之間，由於大陸板塊的漂移，南北兩大塊古陸逐漸靠近，使得東部的特提斯海在阿拉伯板塊和印度板塊同亞洲板塊漂移縫合之後，逐漸歸於消亡，喜馬拉雅山就是板塊縫合線上的山脈，西部的特提斯海，由於非洲板塊和歐洲板塊的靠近，逐漸發生抬升，形成了阿爾卑斯山係。因此，今天的地中海完全可以看作是特提斯海的殘留部分。