海底擴張的「三大支柱」能支得住嗎？

最新 07-01

海底擴張的「三大支柱」能支得住嗎？

梁光河

中國科學院地質與地球物理研究所

中國科學院礦產資源研究重點實驗室

20世紀60年代為海底大發現時代，相繼出現了海底擴張假說和板塊構造假說，並一直統治地球科學領域至今。其中條帶狀海底磁異常、深海鑽探及轉換斷層被稱為海底擴張說的三大支柱。

隨著科技的進步，關於海底我們有了更新更可靠的資料，現在我們回頭看看這三大支柱是否存在問題，是否真的存在？

支柱1：條帶狀海底磁異常

為了解釋大陸漂移的動力來源，赫斯1961年基於太平洋東北角和大西洋北部局部的磁異常帶與洋中脊平行提出了海底擴張學說。事實真的如此嗎？全球所有的磁異常條帶都與洋中脊平行嗎？2007年法國地質局編繪了全球目前唯一的世界磁異常圖，遺憾的是該圖否定了條帶狀磁異常與洋中脊平行的「普世規律」。

眾所周知，紅海是一個新生代才裂開的新海洋，按照海底擴張假說，磁異常條帶必定和洋中脊呈現條帶狀平行分布，但實際上並不是這樣（圖1），在紅海西部，磁異常條帶幾乎與洋中脊垂直，而在紅海東部磁異常也並不呈條帶狀，而是呈現團塊狀與洋中脊呈似平行狀。

也許有人說，紅海是一個還沒有被完全擴張開的海洋，所以磁異常條帶與洋中脊不平行。那好，我們看看印度洋，那是一個成熟的大洋，那裡的洋中脊與磁異常條帶也沒有平行關係（圖1）。事實上在太平洋和大西洋等全球區域，大多數地區磁異常條帶並不平行洋中脊。因此支柱1並不存在。

圖1 紅海和印度洋地區磁異常與洋中脊分布圖

支柱2：深海鑽探

海底擴張假說認為，由於洋中脊不斷噴發的玄武岩造成了海底擴張，像傳送帶一樣拖動大陸板塊發生漂移。基於泛大陸的裂解，其結論是現代海洋中的洋殼板塊都是中生代以後的。事實上是這樣的嗎？

著名地學院士任紀舜等人(2015)在地質論評上發表了一篇論文「尋找消失的大陸」，他們通過大量全球ODP（深海鑽探）、海洋地質和地球物理調查表明全球大洋中存在大量古大陸殘片。按照海底擴張假說，洋中脊上岩石年齡應該接近於0，而事實上卻並不是這樣的，圖2給出了赤道大西洋洋中脊附近古老的大陸岩石分布，在該地區鑽探發現大量的古生代和前寒武紀岩石。這些岩石年齡少則300Ma-330Ma，多則1600Ma-1850Ma。這與傳統的海底擴張假說完全不符。大洋中的古大陸殘片否定了根據Vine-Matthews(1963)建立的海底擴張模型（Cox,et al,1967) ，也就是說支柱2也不存在。

支柱3：轉換斷層

大洋中脊被一系列橫向大斷裂錯斷，這些大斷裂從20世紀50年代被發現直到60年代中期一直被認為是平移斷層。直到1965年Wilson從動力學的角度提出這類斷層是由於海底擴張引起的「轉換斷層」。其依據是根據當時剛剛完成的局部海底地貌形態進行的推斷（圖3）。這種推斷未免武斷，就像現在我們看到一幅山脈地形圖，如果不進行地質解剖是不能夠直接判定那是「轉換斷層」一樣。

圖3 大西洋洋中脊多波束合成圖象及轉換斷層解釋（據百度文庫）

事實上，Wilson提出的這個所謂「轉換斷層」不符合物理學基本原理，在物理上是不可實現的。全球至今還沒有確認一個這類斷層，它們應該就是平移斷層。也許有人說美國人在聖安地列斯斷裂進行了深入研究，認為那就是轉換斷層。事實上，從美國人恢復的自150Ma年以來的全球大陸漂移動態圖來看，那是一個長條形的大陸板塊從南美洲西部向北漂移到北美洲形成的板塊拼合。聖安地列斯斷裂應該是兩個陸塊拼合帶，現代GPS測量結果也證明了這個拼合到北美的大陸板塊仍然在向北美板塊擠壓漂移，指向北東方向。也就是說支柱3也並不存在。

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圖4 150百萬年以來地球表層的海陸變遷及大陸漂移過程（據Columbia university）

我們再較真一次，美國NOAA做出的海底地貌圖是否真的全部準確？我們知道，衛星可以直接測量大陸地形地貌，但對海洋深處地形地貌並不具備直接穿透測量能力，對海洋深處地形地貌的觀測目前最佳方法是利用船隻攜帶聲納掃描儀器進行測量。美國NOAA並沒有對全球進行細緻測量，只依據有限的資料便在海底擴張假說的指導下進行了大膽推斷。比如著名的2014年馬航370失事地區海底地形圖，根據美國NOAA提供的同一地區的地形地貌圖和後期聲納掃描給出的準確結果對比圖可以看出，差異巨大（圖5）。圖5中左圖是準確的，該圖只能用大陸板塊漂移解釋其形成機制，海底擴張無法給出合理解釋。

圖5 2014年馬航370失事地區海底地形圖對比，左圖是聲納掃描結果，右圖是美國NOAA給出的該區地形地貌圖。

事實上，我們教科書上給出的北大西洋洋中脊海底地形圖也並不都是真實的，那是根據海底擴張假說給出的模型圖。Meyerhoff通過各種關係，獲得了海軍水文處的北大西洋海圖。這些海圖是供美國海軍潛艇駕駛員使用的，圖件應該最大限度反映真實的海底地形（圖6）。該圖與流行的板塊構造「版本」的海圖完全不同。兩幅海圖的差別是一目了然的。左圖明顯具有為迎合板塊理論而人為修飾的成分。