地球科学

    在苍茫的宇宙之中，迄今为止，只发现地球上有人类繁衍生息，这不能不说是地球的独特与幸运。地球科学是行星科学的分支，它是以人类之家——地球系统（包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空间）演变的过程与变化及其相互作用为研究对象的科学体系。从不同角度对地球内外不同圈层和范围进行研究而形成的各个学科，则是地球科学体系的分支和组成部分。由于地球科学系统本身的复杂性，深入研究其某一部分的学科便不断形成、发展，有的则逐渐分化形成相对独立的学科。与此同时，基于地球各部分（大气、水、岩石和生物）之间存在的客观联系，特别是不同学科或方法的互相借鉴、交叉与渗透，逐渐形成一些新的交叉或边缘学科。这样一来，由地球科学便延伸出了众多的分支及相关学科，组成了一个复杂的科学体系。目前多数学者认为，地球科学主要包括地理学、地质学、大气科学、海洋科学、水文科学、固体地球物理学，而环境科学和测绘学也与地球科学有着极为密切的关系。这些学科的最终目的就是解决这样一个问题：地球是如何演化的？这些过程又对生命产生怎样的影响？

    海洋约占地球表面积的71%海洋科学

    现代海洋科学的研究体系，大体可以分为基础性学科研究和应用性技术研究两部分。基础性学科是直接以海洋的自然现象和过程为研究对象，探索其发展规律；应用性技术学科则是研究如何运用这些自然规律为人类服务。

    海洋

    海洋中发生的自然过程，按照内秉属性，大体上可分为物理过程、化学过程、地质过程和生物过程四类，每一类又是由许多个别过程所组成的系统。对这四类过程的研究，相应地形成了海洋科学中相对独立的四个基础分支学科：海洋物理学、海洋化学、海洋地质学和海洋生物学。

    海洋物理学是运用物理学的理论、技术和方法研究发生于海洋中的各种物理现象及其变化规律的学科。它主要研究海洋中的物理现象及其变化规律，并研究海洋水体与大气圈、岩石圈和生物圈的相互作用，为海况和天气的监测及预报提供依据；研究海洋中的声、光、电现象和过程，以掌握其变化和机制；研究海洋探测的各种物理学方法和技术，从而实现有计划地在海上进行现场的专题观测和实验，促进海洋物理学的发展。通过这三方面的研究，形成了海洋物理学中一系列的分支学科，其中主要的有物理海洋学、海洋气象学、海洋声学、海洋光学、海洋电磁学和河口海岸带动力学等。

    海洋化学是运用化学原理和化学技术，研究海洋各部分的化学组成、物质分布、化学性质和化学过程的学科。海洋化学包括化学海洋学和海洋资源化学等分支。化学海洋学是从化学物质的分布变化和运移的角度，来研究海洋中的化学问题的，有区域性特点。它既研究海洋中各种宏观化学过程，如不同水团在混合时的化学过程，也研究海洋环境中某一微小区域的化学过程，如表面吸附过程。海洋资源化学主要研究从海洋水体、海洋生物体和海底沉积层中开发利用化学资源的化学问题。此外，开发海洋的工程设施，存在一些亟待解决的化学问题，比如金属在海水中的腐蚀，防止生物对设备或船体的附着等。

    海洋考察

    海洋地质学是研究地壳被海水淹没部分的物质组成、地质构造和演化规律的学科。研究内容涉及海岸与海底的地形、海洋沉积物、海底岩石、海底构造、大洋地质历史和海底矿产资源。它是地质学的一部分，又与海洋学有密切联系，是地质学与海洋学的边缘科学。

    海洋生物学是研究海洋中一切生命现象和过程及其规律的学科，主要研究海洋中生命的起源和演化，海洋生物的分类和分布、形态和生活史、生长和发育、生理和生化、遗传等，特别是进行生态的研究，以阐明海洋生物的习性和特点与海洋环境之间的关系，揭示海洋中发生的各种生物学现象及其规律，为开发、利用和发展海洋生物资源服务。海洋生物学包括生物海洋学、海洋生态学等分支学科。

    如同自然科学中的其他学科一样，一方面，海洋科学的各个基础分支学科之间相互联系、依存和渗透，不断萌生出许多新的分支学科，如海洋地球化学、海洋生物化学、海洋生物地理学、古海洋学等。另一方面，海洋科学的研究，特别是在早期，具有明显的自然地理学方向，着重于综合地研究一个海区中的各种海洋现象，以揭示区域特点、区域环境质量、区域差异和关系，从而形成了区域海洋学。

    海洋卫星探测

    海洋科学的基础性分支学科的研究成果，是整个海洋科学的理论基础，对海洋资源的开发利用和海洋环境工程等生产实践起着指导作用。由于现代科学技术发展迅速，海洋资源开发技术日新月异，因此，需要专门研究如何把基础理论研究成果转化到实践中去，解决生产技术问题。这样，在海洋科学研究中就逐渐分化出一系列技术性很强的应用学科和专业技术研究领域，如海洋工程。最初，它是为海岸带开发服务的海岸工程，即海岸防护、海涂围垦、海港建筑、河口治理等。到了20世纪后半期，人类将探寻蛋白质和能源的目光投向了海洋，因此海洋工程除了包括人们熟知的海洋石油、天然气开采外，还包括深海采矿、经济生物的增养殖、海水淡化和综合利用、海洋能的开发利用、海洋水下工程、海洋空间开发等。海洋科学研究成果的应用，由于服务对象不同，还相应地形成一些相对独立的应用性学科，如海洋水文气象预报、航海海洋学、渔场海洋学、军事海洋学等。

    随着现代海洋开发的迅猛发展，海洋环境污染事件多有发生，人类在开发海洋的同时并没有顾及或不够注意海洋环境的承受能力，因此使海洋环境，尤其是河口、港湾和海岸带区域受到了人为的污染。这不仅影响了海洋资源的进一步开发利用，甚至对人体健康造成了危害。20世纪50年代以来，随着人们对海洋环境问题认识的深化，海洋环境科学逐步形成，到了20世纪70年代，已基本确定了本学科的地位。

    以上是现代海洋学研究的学科分类及其体系结构的梗概。但是，如同其他自然科学研究一样，任何学科分类和体系都不是最终的封闭系统，随着对海洋研究的深入和拓展，海洋科学的学科分类和体系将不断地更新。

    海陆分布

    茫茫宇宙中，地球只是沧海一粟。从太空中遥望地球，其湛蓝色的外衣又给地球带来“水球”的外号。根据科学家计算，地球的表面积约为5.1亿平方千米，海洋占据了其中的70.8％，而陆地还不到1／3，也就是说，人类居住的广袤大陆实际上不过是点缀在地球上的大洋是相互连通的，构成统一的世界海洋一片汪洋中的几个“岛屿”而已。

    地球上的大洋是相互连通的，构成统一的世界海洋。根据海陆分布形势，可把世界海洋分为四大洋：太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。其间没有什么天然的界线，通常以水下的海岭或某条经线为界。

    地球上大小不等的陆地被海洋分隔开来。面积较大的陆地称之为大陆，而面积较小的陆地称之为岛屿。大陆及其附近的岛屿合称为洲。这样，海洋包围着六大陆：亚欧大陆、非洲大陆、北美大陆、南美大陆、南极大陆和澳大利亚大陆。

    陆半球和水半球示意图南北半球在海陆分布方面是不均匀的。北半球集中了全球67％的陆地面积，而南半球集中了全球57％的海洋面积。海洋面积在北半球约占海陆总面积的61％，在南半球约占81％。北纬60°至70°一带陆地面积占海陆总面积的71％，而南纬56°至65°之间几乎没有陆地，因而有人把北半球称为陆半球，把南半球称为水半球。

    海陆分布的另一个特点就是对称性。比如，南极是陆，北极是洋；北半球中高纬地区是大陆集中的地方，而南半球相应纬度区却是三大洋连成一片。

    海与洋的划分

    海洋的划分

    我们常说的海洋，是人们的习惯性称谓，它作为一个统称，其主体是海水，同时还包括海里的生物、临近海面的大气、围绕海洋边缘的海岸以及海底等。同时，海和洋也是有区别的，它们是两个不同的概念。“洋”犹如地球水域的躯体，是海洋的中心部分；而“海”则是肢体，是海洋的边缘部分，与陆地相连。海与洋彼此沟通，组成统一的世界海洋。

    洋和海的主要差别体现在五个方面：即面积、水深、潮汐系统、受陆地影响程度以及沉积物。

    洋远离大陆，面积广阔，约占海洋总面积的89％，水深一般在2，000～3，000米以上，最深达10，000多米。水文要素如温度、盐度等不受大陆影响，水色多为蓝色，透明度较大。洋一般都有独立的潮汐系统和强大的洋流系统。其沉积物多为钙质软泥、硅质软泥和红黏土等海相沉积物。

    海作为洋的边缘部分，它紧靠陆地，深度较浅，一般在2，000米以下，与洋相比，它面积较小，约占海洋总面积的11％。水温和盐度受大陆影响较大，并有明显的季节变化。在淡水流入少、蒸发量大、降水量少的海区，盐度较高；在有大量河水流入、蒸发量较小、降水丰富的海区，盐度较低。海一般没有独立的潮汐系统和洋流系统。海底沉积物多为砂、泥沙、淤泥等陆相沉积物。

    按所处的地理位置不同，海可以分为边缘海、陆间海和内海。位于大陆边缘，以半岛、岛屿或群岛与大洋分隔，但是水流交换通畅的海，被称为边缘海，如阿拉伯海，日本海以及我国的黄海、东海、南海等。深入大陆内部，仅有狭窄的水道与大洋相通的海被称为内海，如红海、黑海以及我国的渤海等。处于几个大陆之间的海，是陆间海，如欧亚非大陆之间的地中海和中美洲的加勒比海。

    四大洋

    地球表面的海洋面积为36，100万平方千米，太平洋占49.8％，大西洋占26％，印度洋占20％，北冰洋占4.2％。太平洋占世界海洋面积的将近一半，其他三大洋合起来占一半。

    四大洋分布情况太平洋是面积最大的大洋。东西最宽19，900千米，南北最宽15，900千米。北有白令海峡与北冰洋相通，东有巴拿马运河、麦哲伦海峡、德雷克海峡沟通大西洋，西经马六甲海峡、巽它海峡和龙目海峡，东南印度洋海丘、托莱斯海峡和帝汶海等沟通印度洋。

    太平洋是最深的大洋。平均水深为4，028米，最大深度在马里亚纳海沟，水深为11，034米。全世界有6条万米以上的海沟，全部集中在太平洋。太平洋海水容量为72，370万立方千米，居世界大洋之首。

    太平洋是岛屿和边缘海最多的大洋，有岛屿1万多个，面积440多万平方千米，主要分布在其西部和中部。东部海岸线平直，陆架狭窄；西海岸分布着岛屿，海岸线曲折，海湾众多，陆架宽广。

    “太平”一词即“和平”之意，据资料记载，最早是由西班牙探险家巴斯科发现并命名的。16世纪，西班牙的航海学家麦哲伦从大西洋进入太平洋，航行其间，天气晴朗，风平浪静，于是也不约而同地把这一海域取名为“太平洋”。但太平洋并不太平，它是世界大洋中发生地震、火山喷发最频繁的大洋。

    大西洋是世界第二大洋。其面积是太平洋的一半稍多一点。呈南北走向，似“S”形的洋带，南北长，东西窄，因此，大西洋是跨纬度最多的大洋。该大洋位于南、北美洲和欧洲、非洲、南极洲之间，北以冰岛——法罗岛海丘和威维尔——汤姆森海岭与北冰洋分界；南临南极洲并与太平洋、印度洋南部水域相通；西南以通过南美洲最南端合恩角的经线同太平洋分界；东南以通过南非厄加勒斯角的经线同印度洋分界；西部通过南、北美洲之间的巴拿马运河与太平洋沟通；东部经欧洲和非洲之间的直布罗陀海峡通过地中海，以及亚洲和非洲之间的苏伊士运河与印度洋的附属海红海沟通。

    印度洋位于亚洲、非洲、大洋洲和南极洲之间，全部水域都在东半球，是世界第三大洋，因位于亚洲印度半岛南面，故名印度洋。

    印度洋北边封闭，南边开阔，其北部海岸线曲折，东、西、南三面海岸陡峭平直。印度洋底有复杂的地貌景色：比如“人”字形大洋中脊，特殊的东经90度海岭，巨大的水下冲积锥等。由于印度洋主体位于赤道带、热带和亚热带范围内，故被冠以“热带海洋”的名称。由于印度洋与亚洲大陆的交互作用，印度洋北部形成世界上特有的季风洋流。

    北冰洋大致以北极为中心，介于亚欧和北美洲之间，故有人称其为北极地中海；其面积最小，水深最浅，常年覆盖冰层，是最寒冷的大洋；它海岸线曲折，具有世界上最宽的大陆架。北冰洋有两大奇观，第一大奇观是那里一年中几乎一半的时间全天是漫漫长夜，而另一半则只有白昼而无黑夜，从而形成北冰洋上的一年仿佛只是一天的神仙境界；第二大奇观是北冰洋可常见的极光现象，变幻无穷、绚丽夺目。

    从海洋学而不是从地理学的角度，一般把三大洋在南极洲附近连成一片的水域称为南大洋或南极海域。南大洋是世界上唯一一个完全环绕地球而没有被大陆分隔开的大洋。由于南极洲有2～2.5千米厚的冰覆盖，致使陆架深而窄，陆坡陡峭，洋底很深。它具有独特的潮波系统和环流系统，既是世界大洋底层水团的主要形成区，又对大洋环流起着重要作用。南极洋流是世界上最长的洋流，总长21，000千米，流量为每秒1亿3千万立方米，等于全世界所有河流流量总和的100倍。

    海峡和海湾

    1.海峡

    海峡是位于两个大陆或大陆与邻近的沿岸岛屿或者岛屿与岛屿之间，两端连接两大海域的狭窄通道。它是由海水通过地峡的裂缝经长期侵蚀，或海水淹没下沉的陆地低凹处而形成。海峡一般水较深，水流急且多涡流。海峡内的海水温度、盐度、水色、透明度等水文要素的垂直和水平方向的变化较大，其底质多为坚硬的岩石或沙砾，较少细小的沉积物。

    海峡不仅是交通要道、航运枢纽，而且历来是兵家必争之地。它们有的沟通两海（如台湾海峡沟通东海与南海），有的沟通两洋（如麦哲伦海峡沟通大西洋与太平洋），有的沟通海和洋（如直布罗陀海峡沟通地中海与大西洋）。因此，人们常把它称之为“海上走廊”、“黄金水道”。全世界共有上千个海峡，其中著名的约有50个。

    世界上最长的海峡是位于非洲东南部国家莫桑比克与马达加斯加之间的莫桑比克海峡，长达1670千米。因它又宽又深，可通巨轮，因此成为南大西洋和印度洋之间的重要通道。

    头戴两项“世界之最”桂冠的海峡是位于南美大陆和南极洲之间的德雷克海峡。它是世界上最深的海峡，最深处达5248米，同时它又是世界上最宽的海峡，南北宽达9704米，成为世界各地通向南极的重要通道。

    马六甲海峡，位于马来半岛与苏门答腊岛之间，人称东南亚的“十字路口”。

    英吉利海峡是大西洋的一部分，位于英格兰与法国之间，日通行船只在5000艘左右，成为世界上最繁忙的海峡。

    直布罗陀海峡位于西班牙伊比利亚半岛最南部和非洲西北角之间，是地中海通向大西洋的唯一出口。从霍尔木兹海峡开出的油轮，源源不断地将石油运往欧美各国，因此霍尔木兹海峡被人们称为“西方世界的生命线”。

    白令海峡则身兼多职，它是连接太平洋和北冰洋的水上通道，也是两大洲（亚洲和北美洲）、两个国家（俄罗斯和美国）、两个半岛（阿拉斯加半岛和楚克奇半岛）的分界线。国际日期变更线也从白令海峡的中央通过。

    我国的海峡主要有三个，分别是台湾海峡、渤海海峡和琼州海峡。

    台湾海峡：位于我国台湾省与福建省之间，沟通东海和南海，呈东北至西南走向，全长280千米，为我国最长的海峡。因它濒临我国第一大岛——台湾岛，故称它为台湾海峡。台湾海峡纵贯我国东南沿海，由南海北上，或由渤、黄、东海南下，必须经过这里，俗称我国的“海上走廊”。

    渤海海峡：位于黄海和渤海，山东半岛和辽东半岛之间，是渤海内外海运交通的唯一通道。海峡宽约90千米，向东连接黄海，向西连接渤海，是联系黄海和渤海的咽喉要道。

    琼州海峡：位于海南岛与广东省的雷州半岛之间，东西长约80千米，南北宽度20～40千米不等，平均宽度为29.5千米。琼州海峡西接北部湾，东连南海北部，呈东西向延伸，是东南沿海进入北部湾的海上要冲。

    2.海湾

    海或洋伸入陆地，深度逐渐变浅形成明显水区的海域称为海湾。通常三面为陆，一面为海，呈“U”形及圆弧形等，可与其主体部分进行自由的水体交换。其深入大陆的最远处称为湾顶，与外海相通的地方称湾口，湾口两岸海角间的连线为海湾与外海的分界线。

    海湾由于特定的地形条件，即它的深度和宽度向陆地逐渐变小，其水文状况具有某些独特的性质，主要表现为潮差较大。例如，北美洲的芬迪湾，是世界上潮差最大的地方。

    海湾由于两侧岸线的遮挡，在湾内形成波影区，使波浪、潮汐的能量辐散、降低，风浪扰动小，水体平静，易于泥沙堆积。沉积物在湾顶沉积而形成海滩。当运移沉积物的能量不足时，在湾口、湾中形成的“拦湾坝”，分别称为“湾口坝”、“湾中坝”。

    台湾海峡海湾地处陆地边缘，是人类开发利用海洋的重要区域。过去，人们在海湾捕鱼、航海，今天，它是现代海洋开发的基地。大的海湾，可以进行海洋的综合开发；较小的海湾，人们则根据其资源优势来从事不同类型的海洋开发活动。例如，水深浪小的海湾，适宜于船只停泊，成为海港；油气资源丰富的地方，适宜成为石油开采的海湾；气候宜人，风景秀丽的海湾，适合发展海滨旅游；地势平坦、潮汐带辽阔的海湾，适宜进行滩涂养殖。

    随着现代海洋开发的迅速兴起和陆地上工业区向海岸带迁移，沿岸海区污染日益严重，海湾因其自然条件而首当其冲，成为最容易污染的地方。因此，在开发利用海湾的同时，保护海湾环境已刻不容缓。

    世界上大大小小的海湾甚多，主要分布于北美、欧洲和亚洲沿岸，其中较大的有240多个。有些海湾，如北大西洋的墨西哥湾、印度洋的孟加拉湾和波斯湾等，实质上是海。

    中国海岸线曲折，海湾众多。大体而言，面积在10平方千米以上的海湾有150余个。中国海湾的特征是：杭州湾以北，以平原性海湾为主，数量少，规模面积大，开阔壮观，如辽东湾、渤海湾、莱州湾、海州湾等；而杭州湾以南，多为山地丘陵基岩性海湾，数量多，范围小，狭长而海岸曲折，如三门湾、罗源湾、钦州湾等。

    杭州湾

    杭州湾位于中国浙江省东北部，是典型的喇叭形海湾。杭州湾的形成与长江三角洲的伸展和宁绍平原的成陆密切相关。泥沙以海域来沙为主，其中长江来沙对杭州湾的形成起着重要作用。物质以颗粒匀细的细粉砂为主，极为松散，抗冲能力小。冰后期海侵以来，长江三角洲的南沙嘴曾伸展到王盘山。公元3～4世纪后，由于长江流域山地大量开发，固体径流增多，三角洲迅速向东发展，湾口东移。湾口地形改变使外海潮流更加受到约束，促进潮流强度增加，从而又引起湾内地形的改变。

    目前，杭州湾湾口宽达100千米，自口外向口内渐窄，到澉浦仅为20千米。湾底形态自湾口至乍浦地势平坦，从乍浦起，以0.1‰～2‰的坡度向西抬升，在钱塘江河口段形成巨大的沙坎。湾底的地貌形态和海湾的喇叭形特征，使这里常出现涌潮或暴涨潮。杭州湾以海宁潮（钱塘潮）著称，是中国沿海潮差最大的海湾，历史上最大潮差曾达8.93米（澉浦）。湾外为舟山群岛。

    3.海平面

    海平面是海的平均高度，指在某一时刻假设没有潮汐、波浪、海涌或其他扰动因素引起的海面波动时海洋所能保持的水平面。其高度是利用人工水尺和验潮仪长期观测而得。一般地，各个国家都采用一个平均海水面作为统一的高程基准面，由此高程基准面建立的高程系统称为国家高程系。1985年前，我国采用以1950—1956年青岛验潮站测定的平均海水面作为高程基准面，称为“1956年黄海高程系”。1985年开始启用“1985国家高程基准”（以1952—1979年青岛验潮站测定的平均海水面作为高程基准面）。

    海平面其实并不平，其原因有二。一是涨潮、落潮、风暴和气压高低等因素，使海面始终不能归于平静；二是各个地方海底地形的差异。一般来说，海底是山脉的地区，海面就比其他海域高一些；而海底是一个盆地的地区，海面就比其他海域要低一些。比如，同是大西洋海域，波多黎各海下是一片凹地，因而这一地区的海面就比周围地区明显要低；而巴西东部由于海下有一座3500米的海岭，所以这里的海面就比周围其他地区要高。但是，因为海平面凹凸的变化在1000千米以上的广泛范围内逐渐变化，所以不容易被航海者察觉。

    海平面高度并不是一成不变的，它是海水量、水圈运动、地壳运动和地球形态变化的综合反映，是地球演化的一个重要方面。这种变动不仅有短期的，也有长期的。短期的变动，如日变动、季节性变动、年变动和偶发性变动等，主要与波浪、潮汐、大气压、海水温度、盐度、风暴、海啸等因素有关，其升降幅度小，一般是局部的；长期的变动，即地质历史期间的海平面变动，其变动幅度大，区域广，甚至是全球性地引起沧海桑田的转换。因此研究海平面变化规律，预测其发展趋势，对研究第四纪地质、新构造运动、探索气候变化规律以及对于人类生活和生产都是极为重要的。

    海岸带

    海岸带是指海洋和陆地相互交接、相互作用的地带。这里也是地球上水圈、岩石圈、大气圈和生物圈相互作用最频繁、最活跃的地带，兼有独特的海、陆两种不同属性的环境特征。它包括紧临海岸的一定宽度的陆域和海域，是陆地和海洋的天然分界线。

    无论是海洋还是陆地，都不是静止不变的。在自然界各种力的作用下，陆地的地形，海洋的深度，海岸的轮廓都处于不断地变化之中。

    那么，到底是什么力量使海岸形成并发生改变的呢？

    海洋学家的回答是：海浪。

    当地球上有海陆分布以来，海浪便不断地拍打着海岸，海洋中不停地产生的波浪周而复始地一波又一波地向海岸涌去。

    海风是形成和推动海浪形成的主要力量之一。通常在无风的日子，海面只有浅浅波纹，这便是我们所称的风平浪静，但有时并不如此，即使在无风的时候，还会有其他海区的海浪传来扑向海岸。而当微风吹起，立刻就可看到浪花涌向沿岸或沙滩的景象。至于暴风雨来临，那惊涛骇浪的景象就更加壮观了。

    潮汐在近岸周期性的传播也称为潮波，它的涨退是海浪的力量源泉之一。当退潮时，我们可看到岸边的海浪会减弱；涨潮时，我们甚至能看到万马奔腾似的海浪拍击岸边的景象。

    海浪冲击海岸，形成三种侵蚀力量。第一种是浪花迸裂后跌落地面所造成的水压；第二种是海浪扑向岩石，压迫岩石缝隙中的空气而产生的力量，就像空气枪压迫空气的原理一样，这样的力量可以压迫岩石，使细小的裂缝逐渐变宽；第三种是海浪带动大小石块、小沙粒，在岸边来回滚动所造成的磨蚀作用。在上述三种海浪力量的作用下，世界上没有哪个海岸能保持其原来的面貌。

    根据不同的成因和景观，海岸一般分为三大类型：山地丘陵海岸、平原海岸和生物海岸。

    山地丘陵海岸：这种海岸由比较坚硬的岩石组成。

    山地丘陵海岸

    人们往往看到，山水之间，气势磅礴的海水向海滩呼啸奔驰，卷起白沫飞溅的浪花。海水或直入山麓，环抱山岭，或绕过山脚伸入山岙，形成弯弯曲曲的海岸；这些岸线曲折、岬湾相间的海岸称为山地丘陵海岸，也称为石岸。

    石岸的景色不完全相同，其形成和变化是海岸在波浪作用下不停地发生变化的过程。起初，在突出的海岬地区，波浪在该处“折射”，能量聚集，使该处遭受波浪的冲刷和打击力最强。岬角的岩石在波浪冲击与压力作用下崩裂破坏，破碎的岩屑又被波流夹带，像钻具一样，进一步凿磨、削刮岩石，这样使得岬角与海面相交接的地方被掏蚀后退，形成向海的凹穴，这种现象叫海蚀穴。海蚀穴不断被波浪掏蚀扩大，使得上部失去支持而崩塌下来，这样岬角就逐渐后退，造成了断崖陡壁，这种海滨陡崖叫海蚀崖。随着岬角向陆地后退，在海蚀崖前方造成一个崎岖不平的岩石滩地，简称为岩滩；岩滩上常有些残留的坚岩，有的成为石柱状，叫海蚀柱；有的成为门拱状，叫海穹；还有的成为蜡烛状、石林状等。人们常常根据它的形状称其为石公公、石婆婆、石蘑菇等，例如大连附近的黑石礁、青岛的石老人以及海南岛崖县的天涯海角等，都是岬角后退、残留于岩滩上的海蚀柱。

    当岬角逐渐后退，而前方的岩滩增宽到相当距离后，这时波浪作用在它上面的力量已完全消耗尽，而达不到海蚀崖，因此，海岬的后退就减缓而趋于稳定了。

    平原海岸岬角遭受破坏后退，形成的大量岩屑、泥沙在水中逐渐变细，海浪将它们沿岸推移，并搬运到海湾中停积下来。泥沙首先堆积在水深最浅、波浪作用力最小的海湾顶部，形成深受人们喜爱的海滨沙滩。随着泥沙的积聚，海滩逐渐变宽，使得海岸向海推移。波浪还可以在湾中与湾口形成横拦海湾的长条形堆积体，有的成为虎尾状，叫作沙嘴。还有的堆积体宽广巨大，围封了整个海湾，叫做沙坝。当海湾被沙坝围封后，其内侧的水域与大海逐渐隔离，这种被隔离的海湾水域叫做泻湖。泻湖慢慢地淤浅，就使得海湾被泥沙填充而形成了平原。还有的沙坝将海岸与岛屿连接起来，形成陆连岛。

    平原海岸：平原与大海直接连接，这里海岸线比较平直，景色相对比较单调。海水不再湛蓝，在浮淤盈野的泥滩间，黄浊的海水在这里奔驰。涨潮时，海水没过平坦的泥滩，落潮后，浅滩上留下一层淤泥。站在岸边极目望去，海天一色。人们把这种宽阔、平坦、与平原相连的海岸称为平原海岸。

    在大河河口的地方，河水和海水在此混合，不同的冲蚀作用和堆积作用使这里形成特有的海岸类型。我们把这种受河流的作用而形成的海岸叫做河口三角洲海岸。

    生物海岸：风光旖旎的珊瑚礁海岸和生长着茂密的灌木丛的红树林海岸都属于生物海岸，它们是生物繁殖、生活的天堂。

    在热带地方，由漂亮的珊瑚虫组成的海岸，叫做珊瑚礁海岸。珊瑚礁海岸分布很广，太平洋中部和西部、澳洲的东岸和北岸、巴西的东岸以及红海的沿岸都有分布。我国海南岛的许多地方和南沙群岛也有珊瑚礁海岸。珊瑚虫具有坚硬的石灰质骨骼，它们在岸旁繁殖生长，使海岸逐渐增长，天长日久，就成为珊瑚礁海岸了。珊瑚虫善于建造树枝状、连生体状或圆球状的小房子，这种小房子小巧玲珑，精美绚丽。珊瑚礁海岸常常产生在近岸的浅水地带，由于珊瑚虫很娇气，对居住条件的要求相当严格。珊瑚礁形成以后，成了岸边的屏障，使海岸不受拍岸浪的冲击。天长日久，珊瑚礁在海蚀珊瑚礁海岸作用下会发生破碎，形成沉积物。

    在风浪比较平静的、由细粒物质构成的滩涂岸段生长着一种海生植物——红树，由红树组成的丛林海岸，称为红树林海岸。涨潮时，潮水淹没了浅滩，树干浸泡在水中，只有树冠露出海面，成为一片浓绿的“海上森林”。红树的生长力是很强的，它能在很短的时间里成长起来。它的枝叶很厚，能够抵抗强烈的阳光曝晒。同时，由于它具有发达的气根和支气根，所以能保护其生活在淤泥中不被风浪冲走。红树的另一特点是种子在离开母体之前，就已发了芽，所以，当树种在海水中摆动时，幼芽就有可能插入泥中，迅速生红树林海岸长。因此，红树林就成了保护海岸的良好“屏障”了。在红树林海岸，常堆积着很厚的淤泥，淤泥里堆积着腐烂的有机质和生长着一些喜盐的植物。

    我国古代对大地构造

    运动的探索我国古代对地质现象的认识，充满了卓越的科学见解。《诗经》中就有“高岸为谷，深谷为陵”的记述。沧海桑田是中国古人表述海陆变迁思想的精炼描述，最早出自晋代葛洪编撰的《神仙传·麻姑》。书中记载说：“麻姑自说云，接侍以来，已见东海三为桑田。向到蓬莱水浅，浅于往者会时略半也。岂将复还为陵陆乎？”翻译成白话文就是：麻姑对仙人王方平说：“我已经三次看见过东海变为桑田，这次到蓬莱去，我看见那里的海水又比从前减少了一半，难道又要变成陆地吗？”这则故事记录了古代的人们在日常的生活和劳动中应用宇宙的思辨观，结合已有的知识，不断观察自然环境的变化而记录的海陆进退现象。有一个问题值得我们深思：沧海桑田变换的力量来自哪儿呢？是海水的升降？那么这个海水为什么会升降呢？是冰雪结冰和融化，降水量的变化增多？若不是水量的增减，那又是什么原因呢？是陆地在原地升降，导致海水侵入和后退，抑或其他的更深层次的原因呢？

    唐代书法家颜真卿在《麻姑山仙坛记》中就提到“高山犹有螺蚌壳，或以为桑田所变”，其意不言自明；北宋科学家的沈括发现太行山的“山崖之间，往往衔螺蚌壳及石子如鸟卵，横譬如带”，他告诉人们“此乃昔之海滨，今东距海已近千里，所谓大陆者，皆浊泥而淹也。”他还在《梦溪笔谈》中多处记录了化石的发现，进而得出了古地理、古气候是在不断变化的结论。

    那么地质活动过程是怎么样的呢？

    公元前四世纪出现的古籍《山海经》中用我们现代人看来怪异荒诞的神话故事记录了很多地质活动。这些神话传说中有我们大家都很熟悉的如夸父逐日、精卫填海、羿射九日、鲧禹治水等故事，揭示了很多当时的环境特点及变化过程。

    古籍资料《淮南子·览冥训》中这样写道：“往古之时，四极废，九州裂，天不兼复，地不周载，火爁炎而不灭，水浩洋而不息，猛兽食颛民，鸷鸟攫老弱，于是女娲炼五色石以补苍天，断鳌足以立四极”。讲的就是传说上古时候，原来的东、南、西、北方向不管用了，神州大地像分裂了。忽然发生了一场自然界的大灾变，天崩地裂，大火燃烧，洪水泛滥，恶禽猛兽残害人民，女娲就熔炼五色石块去修补苍天，砍断大鳌的足去重新建立新的四极。

    《淮南子·天文训》中记载：“……天受日月星辰，地受水潦尘埃。昔者共工与颛顼争为帝，怒而触不周之山。天柱折，地维绝。天倾西北，故日月星辰移也；地不满东南，故水潦尘埃归焉。”

    朱熹说：“震荡无垠，海宇变动，山勃川湮。”

    以上记载和论述，我们已经看到从古代开始人们已经认识到构造演化理论中最根本的思想，即构造运动的剧变性和旋回性。或许，我们在今后的地质构造理论的发展和创新中，通过在中国古籍中寻找先人记录的现象，会给我们理论研究的突破带来新的契机。

    有趣的海盆起源假说

    陨星说

    这种假说认为，海底的类似圆形的海盆是由太阳系的一些陨石与地球相碰时，在地球表面上压出来的凹痕。比如巨大的太平洋海盆，以及墨西哥湾和西太平洋一系列由岛弧围成的海盆。

    陨星说——陨石与地相撞

    人们还在陆地上发现一个类似于小太平洋的盆地，叫亚利桑那盆地。这个盆地上除了没有水之外，有平坦的底部，略呈圆形的轮廓，周围还有陡峭的坡面和顺着盆地边缘分布的隆起镶边。考察队员在这个半径几十千米的盆地中发现了大量的陨石碎块，因此认为该盆地是陨石落到地球上时，由爆炸的冲击波压出来的一个陨石谷。

    不仅如此，在其他地方也发现类似的陨石谷，全球至少有13个。从太空中看，这些陨石谷的形状都类似于太平洋海盆。

    可是太平洋海盆实在太大了，有那么大的陨石吗？有人说：很早以前的地球和火星一样拥有多个卫星，至少2个，其中一个因为某些原因速度减慢，在地球的引力下，轨道半径逐渐减小，最后落到地球上，把地球撞出了一个大窟窿，这就是太平洋。然而人们并没有在太平洋找到陨石的痕迹，这是为什么呢？于是有人又提出：这颗卫星和地球相撞时并没有使其破碎，而是在地球上撞出一个窟窿后改变了其运动轨迹，跑到其他地方去了。

    一些天文学家曾为这种假说做过数学计算，而地球物理资料表明，太平洋底和墨西哥湾底下岩层密度大，似乎也符合盆地受过强大的外加压力的假说。

    关于陨星碰撞的假说，在历史上一直有人提出异议，但最后拿出最有力的证据的是矿物学方面的成绩。

    有一种矿物名叫柯石英，又称为“陨石英”，它是在超高压条件下形成的。1957年，科学家在26000～38000帕大气压和450～600摄氏度的条件下利用非晶质二氧化硅获得了该矿物。科学家一直以为在地壳深处能找到这种矿物，但是，1960年7月，几位美国科学家并没有在地壳深处发现柯石英，却在亚利桑那盆地发现了这种自然界中的矿石。上述发现表明：在天然条件下，柯石英是陨石与地球相撞时高温高压下的产物。此后，人们用柯石英去识别陨石谷都被证明是有效的，但太平洋周围以及其底部根本没有发现这种矿石。因此，这种陨星碰撞产生海盆的说法就又存在很大的疑点了。

    创痕说

    卫星技术的发展，使人类可以通过卫星来整体观察地球的形状了。通过卫星图片，人们发现地球上确实存在着类似月球的环形结构，这些结构在地球上不易发现，其原因是因为长年累月的风吹雨打侵蚀风化了这些地貌，但是在卫星图片上人们可以追溯出这些大环形结构的地貌，它们大小不一，最大的直径可以达到500千米。这种环形构造地貌是怎么形成的呢？它是否会提示我们解释太平洋这个最大的环形结构的形成呢？

    在19世纪末20世纪初，人们曾提出过用“月球分离”的假说来解释地球上的海洋盆地的起源，特别是对太平洋海盆的形成。提出进化论的达尔文的儿子小达尔文首先提出这样一种假说：太阳能在地球表面引起潮汐，那么当地球还处在熔融状态时，太阳的引力也能使地球物质产生类似潮汐的运动。这种熔融状态的物质的潮汐作用使地球自转所产生的离心力增大了，在潮汐作用和地球自转离心力共同作用下，地球这个旋转椭球体的形状可以在常轴方向上大大发展。并且，他还计算得出，当地球是均匀的液体的时候，只要其自转周期到达3小时，加上日潮的作用就能使赤道上的部分物质脱离地球，飞往地球周围的星际空间，成为围绕地球运动的月球。但是这样小的自转周期在地球形成初期能存在吗？科学家根据地质记录和理论研究证明，行星的自转周期是一个逐渐减慢的过程，但是之前能否达到周期3小时还没有任何证据可以证明。

    有科学家认为，要使地球物质受引潮力作用而脱离还需要“共振”。由共振所增强的引潮力，大约只需5×105年就能够克服地球的引力而使地球物质脱离出去。按照月球脱离地球的观点，人们认为：“原始的太平洋海盆是地球最亲密的朋友——月球离去后留下的创伤”。因此，人们把这种大洋盆地的见解称为“创痕说”。

    对这个假说进行最详尽的论述，并提出最丰富的地质构造和地史资料的是中国的近代地质学家章鸿钊。他考察了太平洋周围的地质发育历史，指出显著的三个地质事实：

    （1）在太平洋西岸的中国大陆，从古生代一直到侏罗纪，各期的地层都是相互平行的，但白垩系地层却与其下的地层呈明显的不整合，印度次大陆的地层也有这种现象；至于太平洋东面的北美大陆，则侏罗纪以前的造山运动只限于发生在大陆的东部，即靠近大西洋一侧，但到了侏罗纪以后，造山运动移往大陆的西部，即靠近太平洋一侧，并继续到新生代仍未停息。

    （2）太平洋西面的中国大陆，古生代的构造带都呈东西方向，到了侏罗纪后逐渐变为北北东一南南西的所谓“震旦方向”；太平洋对岸“北美略同”。

    （3）从侏罗纪以来，环太平洋地带出现强烈的岩浆活动，由中生代延续至新生代造成地史上最大规模的岩浆活动记录，构成环太平洋“火圈”，此外还伴随以一圈强烈的地震带（地震圈），这一切都表明太平洋周围很不安定，一直到现代仍未终止。

    章鸿钊根据这些事实，推论环太平洋的造山运动应当属于同一系统。为了进一步证明这点，他详细举述了自侏罗纪以来，太平洋东岸美洲大陆和西岸亚洲大陆的五期造山运动都有一一对应的关系。

    除此之外，章鸿钊还考察了太平洋东西两岸的古生物，环太平洋的深海沟和岛弧构造，以及亚洲和美洲分别向太平洋方面发生“集心”式推进的事实。在做了一系列的分析之后，章氏认为：“唯有假定一共同动源曾发生于太平洋中者，由此传达东西构岸，故新旧两大陆乃同时对之为反应运动。如是，环太平洋之种种地变现象，乃直得一举而说明之”。章鸿钊认为，这种发生于太平洋中的共同动源就是太平洋底的物质从地球本体脱出，形成月球的事件。

    章鸿钊主要是根据环太平洋地带地质活动方面所提供的证据来提出其设想的，其结论和小达尔文等外国学者不同之处，主要有两点：

    （1）章氏认为在月球脱离以前，太平洋水域就已经存在。月球的脱离不是“剥去了地球上这一区的花岗岩地壳”，而是由大洋基底深处的物质涌出而成的。这点较好地考虑到现代天文学提供的事实，因为月球的平均密度为3.4（克／厘米3），不仅大于硅铝层地壳（平均密度为2.67），而且大于洋底硅镁层（平均密度为3.0）。

    （2）章氏从美洲西岸和亚洲东岸的地质资料出发，认为月球分离的时刻在晚白垩纪晚期，即距今约11亿年左右，而不是小达尔文等认为是发生在地球发展的早期，因此不必假定地球在形成之初，曾经整个的处于炽热和熔融的状态。

    章鸿钊在其文章中也指出，毕克林算得月球的体积应略等于今日全部海洋盆地下面深58千米的岩石总体积，或者说月球的体积应比太平洋盆地的容积大37倍，这是不容忽视的事实。如果在中生代末这样晚近的时期，从地球上抽去了这一团占整个地球体积的1／50，质量达1／80的巨大物质，地球怎么能还保持着完整的球形？

    虽然很多月球物理信息取得的直接资料，都有利于月球诞生于地球的假说，但是都还没能解答上述提到的一些问题。因此，这种假说虽然能解释一些地质现象，但它遇到的困难还不少。

    地壳的水平运动理论

    在海洋盆地的起源方面，20世纪内发展起一种同地壳的水平移动有关的思潮，内容很广，它不但被用来解释地球上海洋盆地的成因，而且还涉及造山运动和地壳发展的一般过程。自从20世纪初德国地球物理学家魏格纳初次提出“大陆漂移论”以来，发现有愈来愈多的事实似乎都可以用地壳的大规模水平移位来说明。特别是60年代中期南美洲和非洲在约为1千米深度的拼合出现了洋底扩张和板块构造理论，对许多地质现象从不同于过去的角度加以解释，被西方的一些研究者称为“地质学上的一次革命”。

    1.大陆漂移

    魏格纳的大陆漂移假说的根据首先是相隔大洋的两块大陆的相似性和连续性，包括海岸线的形状、地层、构造、岩相、古生物、古气候、大地测量、地球物理等其他方面的证据。魏格纳为了证实他的假说，曾搜集了大量的资料，但是有些论据说服力不强，有些资料还是错误的。假说中一个严重弱点是他假设大陆在海底上漂移就仿佛船在水中航行一样。然而从硅铝层和硅镁层的相对强度来看，这是不可能的。除此之外，在魏格纳时代，还未发现地壳中有大规模水平位移的正面证据。由于以上这些原因，这个假说到了40年代就几乎无声无息了。到50年代后期，发现了新的有说服力的证据，大陆漂移的假说才重新被人们挖掘起来，并得到了发展。

    美洲、非洲、欧洲、格陵兰的拼合第一个证据是近年来的观测表明大规模的水平断裂和位移是存在的。最著名的是北美西部的圣安德烈斯大断层。它一部分穿过陆地，一部分通过海底。这个断层在约1，000万年期间至少移动了四五百千米。在环太平洋地区，如我国台湾地区、菲律宾、新西兰、南美洲等都还有其他的水平大断裂。这些都是经过大陆的。近年来的海上地球物理探测还发现海底大断裂的水平错位甚至比陆地还大，如北美西海岸外的大洋中的门多西诺断层错位了1140千米，在它南面的默里断层移动了680千米等。其他大洋中也发现有类似的现象。

    第二个证据是大陆边缘的拼合。启发大陆漂移设想的重要事实之一是南美洲的东海岸与非洲的西海岸的相似性，但有人认为这个相似是偶然的，因为将地图上的这两条海岸线真正去拼合时，又有许多处并不符合。其实海岸线的形状受海面变化的影响很大，即使南美洲和非洲原来确是一块，在分裂了漫长的地质年代以后，也很难期望它们的海岸线仍然吻合。合理的比较应当以较深的边缘（如大陆坡）为标准。另外，比较的时候，两块大陆应当摆在什么相对位置上，也要有个标准，而不应只凭直观。布拉德等人采用了最小均方误差的方法，根据最精确的海深图和电子计算机运算，将南美洲和非洲在深度约为1千米的大陆边缘上拼合起来。拼合时，重叠和空隙处都表示在图上，平均误差只有88千米。用同样方法，他们将南美洲、非洲、欧洲、北美洲、格陵兰都拼在一起，发现如将西班牙做些转动，可使拼合的平均误差不超过130千米。某些古地磁的观测表明，西班牙在三叠纪的晚期可能转动过。当然，以上的拼合方案并非唯一可能的。根据地质或其他方面的考虑，还可以有其二叠纪以来，四个地块的古地磁极迁移轨迹他的拼合方案，不过差别都不大。重要的是，这些拼合的结果给人一种印象：某些大陆原来很可能连在一起，以后才分开，特别是非洲和南美洲就是如此。

    第三个证据是古地磁极的迁移。岩石在由热变冷的凝固过程中，因受当时地磁场的磁化而取得了磁性。岩石磁化的方向与当时地磁场的方向是一致的。如果岩石所在的大陆在地质时期曾发生过移动，则由岩石磁性所定的地磁极和现在的地磁极位置是不一致的。岩石的年龄是可以测定的，这就可以做出各大陆的地磁极迁移轨迹。

    图中所示的四个地块的古地磁极迁移轨迹都汇集在现在的地磁极附近，但在以前的地质时期则相距很远。这就是说，大陆在漂移。自二叠纪以来，最大相对位移超过了90°，约合每年4厘米。位移轨迹还说明非洲和南美洲在古生代的几亿年期间都是连在一起的，印度只是到了第三纪早期才漂移到亚洲附近。古地磁极迁移轨迹对于重建古大陆是一个重要的参考，但还不能完全确定古大陆的位置，还需要其他的数据和假定。关于古大陆的问题，现有两种设想：一种认为地球上原来只有一块泛大陆，叫做联合古陆，到三叠纪才开始分裂。另一种认为地球上原来就有两块泛大陆，在北面的叫做劳亚古陆，包括欧洲、亚洲和北美洲；在南面的叫做冈瓦纳古陆，包括南半球的各大陆，还有印度。它们也是到古生代以后才分裂。这两种设想哪个更正确，现在尚无定论。

    以上三种论据都有相当大的说服力，但大陆漂移的假说，在它的旧形式下，还是不能回答大陆为什么能够在强度很大的硅镁层中漂移的问题。下面讲述的海底扩张学说给出了答案。

    2.海底扩张

    海洋的平均深度约为4.5千米。海底的地壳大致是分层的。海底以下主要有三层：第一层是未凝结的沉积物，厚度变化很大，约为0～2千米，密度为1.46克／厘米3，地震纵波的速度为2千米／秒。第二层是凝结的海洋沉积和玄武岩，厚度约为0.5～2千米，密度为2.4克／厘米3，地震纵波速度为4.6千米／秒。第三层是铁镁质的岩石，厚度很均匀，约为全球地震分布带示意图4.7千米，密度为3克／厘米3，地震纵波速度为6.7千米／秒。这是海洋地壳的主要岩层，以前曾叫做玄武岩层。海洋地壳以下即是地幔。第三层底部即是M间断面（或叫做莫霍界面）。多数人认为M间断面是一个化学成分的分界面，而不是一个相变分界面。地幔顶部的密度是3.3克／厘米3，地震纵波速度约为8.1千米／秒，但岩石是否是橄榄岩还是有争议的。

    除了众所熟知的环太平洋地震带和欧亚地震带外，在大洋中还有一个极长的弱地震带。这个地震带下面是绵延的大洋中脊。大西洋中脊很早就已发现了，以后在太平洋和印度洋也发现有大洋中脊。在大洋中那条狭窄的地震带正标志着大洋中脊的位置。这些大洋中脊其实就是海底的巨大破裂带，全长约有8万千米。在大洋中脊上，第三层的地震纵波速度比正常值小，只有4～5.5千米／秒，它下面一层中的地震波速度约只有7.4千米／秒。M间断面在此地也不明显，地面热流则比其他地区要高。

    海底扩张的假说：虽然海洋盆地是很老的，但海底却比大陆要年轻得多。现在还未在海底发现比侏罗纪更老的岩石。海底沉积的厚度很薄，海底火山的数目也比较少。这一切都说明海底的年龄不过几亿年。根据海底的一般情况和年轻的特点，在60年代初期，赫斯（H.H.Hess）和迪茨（R.s.Dietz）分别提出了一个海底扩张假说。其要点如下：

    （1）地壳运动的动力主要来自地幔物质的对流，其速度每年约一至几厘米。对流发生在软流层内，它所产生的拽力作用于岩石层（圈）的底部，而不是作用于地壳的底部。大陆岩石层和海洋岩石层的强度是大致相同的。

    （2）底岩石层坐落在对流循环的顶端之上，由发散区向外扩张，又由汇聚区流入地下。这个循环系统的尺度可达到几千千米。在地质时期里，对流循环的位置是有变化的，因此导致大地构造形态上的变化。大洋中脊坐落在对流的上升区，海沟在下降区。海岭上的热流较高是上升对流的标志。海岭两边的地形崎岖不平是海底扩张造成的。海底的死火山和平顶山离海岭愈远，年龄愈大，这也是海底扩张的结果。

    （3）流的形态是地球内部情况所决定的，与大陆的位置无关。大陆只是像坐在传送带上，随着硅镁层一起流动。当大陆达到对流的汇聚点时，因较轻，便停在上面，而硅镁层则由大陆下面埋入地下。所以大陆是处于压应力状态之下，而海洋盆地则处于张应力的状态之下。若大陆是驮在岩石层上一起漂移，它的前缘并不受力，因而是稳定的，这相当于大西洋海岸的情况。若硅镁层由硅铝地块下流过，则大陆边缘将挤成山脉，这相当于太平洋海岸的情况。海底及其上面的沉积物在对流汇聚地方下沉，一部分受到挤压、变质与大陆熔结在一起，另一部分则沉入软流层。

    （4）大洋中脊不是永久的形态，它的寿命不超过二三亿年。对流改变形态，大洋中脊也就下沉了。海底以每年几厘米的速度扩张，整个海底每三四亿年就更新一次。这就解释了海底沉积为何那样薄、海底为何没有比中生代更老的岩石的原因。

    （5）地球的总体积基本上是恒定的，海洋盆地的容积也基本上不变。

    海底扩张示意图这个假说在刚刚提出的时候，证据是不充分的，但以后更多的观测证明它似乎是可信的，人们认为最突出的证据是地磁场的转向和地磁异常的线性排列。

    3.板块大地构造学说

    这个假说认为地球的岩石层并非整体一块，而是由一些构造活动带割裂，形成几个单元，叫做岩石层板块。勒比雄（X.LePichon）最早将全球岩石层分为6个大板块，即欧亚板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、印度洋板块和南极板块。

    这些板块的边界并非大陆边缘，而是海岭、岛弧构造和水平大断裂。除太平洋板块完全是水域外，其余都是海陆兼有。6大板块的划分只是一个初步的方案。随着研究的进展，划分也就更详细，如提出过一个12个板块的方案。地面上所释放的机械能量绝大部分都是从一些狭窄的活动带释放出来的，地震活动带就处于板块相互作用和相对运动的边缘。大地构造运动和地震活动基本都是板块相互作用的结果。

    板块在地下物质对流作用下，从海岭向两边扩张，在岛弧地区或活动大陆边缘沉入地下，通过软流层完成对流循环。在运动的过程中，各板块是互相制约的，重要的是它们的相对运动。由于板块边界有三种形态，它们之间的作用也有三种形式：海岭地区主要是张力，常造成正断层；岛弧地区主要是挤压，造成逆掩断层；转换断层上的应力主要是剪切，造成平移断层。但是应指出，三种形式不会单独地出现。海沟或是裂谷地区也可能有不小的平移。

    全球六大板块分布板块假说的提出原是为了解释现代的大地构造和地震活动。对以前地质时期的活动，由于缺乏地震标志，所以很难确定板块边界。板块的边界在地质年代里是有变化的，这同海底扩张的阶段有关。现阶段的海底扩张是何时开始的，尚无定论。有人认为从中生代就已开始，也有人认为是1，000万年以前才开始的。当海底以下的对流系统变换位置时，板块的形态也就随之改观了。

    4.板块大地构造学说存在的问题

    新假说自提出后就引起全世界地学工作者的普遍注意，因为它有大量观测数据的支持，并对许多重大的地学问题给出较为满意的解释。但它也是在科学家的质疑中发展并逐步完善和修订的。

    首先是板块的驱动力问题，直到现在还未能满意地解决。绝大多数人认为板块的运动是某种形式的对流所带动的，但具体的过程不清楚。由于地球内部存在着间断面，有人认为对流环是扁的，只在600千米以内循环，这种说法很难用理论解释。不过有关地球内部的结构和流变性质的理论一直在不断地修订。全地幔的对流运动是否存在还不能作出结论。因为在全球640，000千米的大洋中脊的裂谷处，同时发出相同规模的岩浆喷溢活动的统一命令，难道是地幔对流动力可以产生的吗？如果地幔对流不是海底扩张的动力来源，那么是什么呢？或许，这也是地质科学家们否定了这个假说以后继续寻找答案的“动力”。

    其次，假说初起，特别强调板块的刚性。作为刚体的板块是整体运动的，它的变形主要发生在边界。然而观测表明，在大陆内部，岩石层的断裂褶皱是很剧烈的，远不能看为一个刚体。在大陆板块内部，例如在中国的西南地区和青藏高原，地震震中的分布范围相当广泛，与海洋中的板块边界大有不同。所谓的板内构造运动的研究是板块构造假说的一个发展。

    第三，两个板块相碰的地方叫做缝合线。这种缝合线都有什么特征还研究得很不够。早期假说中的缝合线都是在海洋里，只是到了最近才注意到大陆碰撞的问题。印度洋板块与欧亚板块的缝合线大多数学者认为是沿着雅鲁藏布江延伸的。消减带的概念在此处能否应用颇成问题，因为驮着一块大陆的岩石怎样俯冲到另一块驮着大陆的岩石层下面是很难想象的。唯一的可能似乎是两块大陆之间发生大规模的剧烈挤压，从而导致喜马拉雅山的升起。在挤压的过程中，南北两地块上部的地层互相交叉是不难理解的。在青藏高原上，有些地区可以看到由南向北俯冲的地层，而在另一地区也可看到由南向北仰冲的地层。这与海洋岩石层的消减带是不同的。印度洋板块同欧亚板块碰撞，其影响决不限于青藏高原，可以说全部西南亚的现代大地构造格局都打上了这个事件的烙印。

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