海底扩张学说吹响了地学革命的号角

撰文/何起祥 许靖华

海底扩张学说吹响了地学革命的号角

撰文/何起祥 许靖华

哈雷·海斯(1906—1969）是一位对地学革命有着划时代贡献的海洋地质学大家。由他首创的海底扩张学说，敲响了“固定论”的丧钟，宣告了“地槽论”百年统治的终结。在岛弧体系、海底重力异常、辉绿岩及其蛇纹岩化和地幔对流等研究领域，海斯都有创造性的建树，是当之无愧的一代巨匠，史称当代海洋地质之父。

海斯于1906年5月24日生于纽约。1923年入耶鲁大学主修电子工程。2年后改学地质。1927年获学士学位后，在罗得西亚工作两年。回国后入普林斯顿大学地质系攻读博士学位，研究弗吉尼亚的蚀变辉长岩。1932—1933年，海斯在新泽西州的鲁特哥尔斯（Rutgers）州立大学执教，翌年，在位于华盛顿特区的地球物理实验室工作一年。1934年，入普林斯顿大学任教，数十年如1日，直到离开人间。1950—1966年间，海斯任普林斯顿大学地质系主任长达16年之久。他还是南非开普敦大学和英国剑桥大学兼职教授，美国预备役海军少将。

第二次世界大战期间，海斯应征入伍，到太平洋舰队服役，在“USS约翰逊角”号运输舰上担任舰长，从此终生与海洋结缘。服役期间，海斯曾多次横越太平洋，来往于马里亚纳群岛、菲律宾群岛和硫磺岛之间运送兵员。舰上的回声测深仪记录到许多形态浑圆、顶部平坦的海山，高逾数千米，从平展展的海底上拔地而起，使他惊讶不已。他用普林斯顿大学首任地理学教授盖奥特的名字来命名这些“海底怪物”，这就是“盖奥特”一词的由来。凭着直觉，他觉得那些星罗棋布的海山很可能都是沉没的火山岛。至于为什么会沉没，又为什么长了一个怪怪的平顶，他一时找不到合适的答案。战后，海斯报道了他的发现。据他当时的统计，这样的平顶山在太平洋的那一片海域至少有160多个。

海斯是一位目光远大的地球科学家。自与海洋结缘后，一直关注海底的火山活动和海洋调查事业的发展。大洋中脊的发现，使他振奋不已。1959年，海斯在给美国海军研究办公室的一份报告中，根据大洋中脊的最新调查资料，首先提出了“海底扩张”和海底增生的思想。但是，他当时并没有使用“海底扩张”这个词汇。这份报告流传很广，引起了地学界的普遍关注。1961年，美国海岸和大地测量调查局的海洋地质学家罗伯特·迪兹正式启用“海底扩张”一词来概括海底增生和更新的过程。

1962年，恩格尔主编出版了一本题为《岩石学研究》的文集，纪念著名岩石学家布丁顿。布丁顿是海斯的老同事。海斯应邀为该文集写了一篇文章，题为“洋盆的历史”。那是他1960年以来多次演说的一个总结，比较系统地阐述了海底扩张的思想。他在文章中说，大洋中脊其实并不稀奇。只不过是一组断到地幔的深裂缝而已。地球深部的熔融岩浆沿着这些裂缝喷溢而出，一边形成新的洋底，一边将早先形成的洋底自动地推向两边。随着洋底的运动，炽热的岩浆逐渐冷却，热量消散，洋壳下沉，密度增加，最后在大陆边缘的海沟深处沿着毕鸟夫带扎到陆壳下面，重新回归地球的深处。整个过程就像一个永动的传送带，维持着洋底的更新和地球的物质循环。按照海斯的观点，大西洋正在扩大，太平洋正在缩小。文如其人。在这篇文章中，海斯没有为这个新的学说大声呐喊，更没有为自己的科学发现大肆吹擂。他似乎只是絮絮叨叨地在向一位老朋友诉说一个海洋的故事。他在文章的前言中谦逊地把这一划时代的发现称为“地球的诗篇”（An Essay of Geopoetry），给后人留下了无穷的回味。

一石激起千层浪。海斯的诗篇震动了整个地学界。山雨欲来，新潮涌动。1966年11月，在纽约的戈达德空间研究所，举行了一次关于地壳演变的专题讨论会。会上的16篇主题报告中，竟然有6篇聚焦于地球的磁场。在同月举行的美国地质学会的年会上，这些资料得到进一步的传播，引起了人们更大的兴趣。在翌年4月举行的美国地球物理学联合会的年会上，海斯应邀作了一个特别报告，详细介绍了海底扩张的概念和历史，得到了与会者一致的支持和赞扬。

海底扩张假说回答了许多长期使人扑朔迷离的基础地质谜题：为什么洋底都是玄武岩？为什么洋底没有老于1.8亿年以上的岩石？为什么经过如此漫长的地质历史，海底却依然只有极少的一点点沉积物？至于驱动海底扩张的动力，海斯相信霍尔姆斯的地幔对流，而不是艾利的均衡论，也不是卡瑞的地球膨胀说。海底扩张学说吹响了地学革命的号角，为板块构造理论奠定了第一块基石。历史证明，海斯写下的不是一般的诗篇，而是地学革命的宏伟史诗，人类认识地球的历史将因它而改写。那是革命的前夜，山雨欲来风满楼。海斯已经听到远处隐隐的雷声了。

海斯点燃了这场革命的导火索，但是却没有看到这场革命的胜利。1969年8月25日，海斯应邀到马萨诸塞州的伍兹霍尔参加美国科学院空间科学局的一次会议，在主持会议的过程中，心脏病突发，不治身亡。半年以后，“深海钻探计划”完成了南大西洋的第三航次，证明了海斯的海底扩张学说。