大陆漂移驱动理论研究

陈东良

摘   要：大陆漂移是以超大陨星撞击造成陆壳破碎缺损、膨裂为原因，初始自由漂移为主体;后继较大的撞击使大洋中部胀破，固体潮反复形变裂隙中岩浆填充冷凝产生的楔子力驱动板块稳定飘移为继的模式。其中，洋中脊高耸是外翻式生长而形成的。文章将对大陆漂移驱动理论进行阐述。

关键词：大陆漂移驱动力;初始自由漂移;大陆漂移楔子力;洋中脊外翻式生长;磁极倒转成因

大陆漂移说[1]-海底扩张说-板块构造说诞生以来，一些难点顽固存在，软流驼载、岩浆热流上涌推开理论无法解开的死结如：（1）边缘海和所有大洋地壳年龄都有一个很短的2.5亿年上限。（2）全球地壳是普遍挤压环境，岩浆的流体特性难以产生侧向推力。（3）除了美洲西岸，板块边缘不是大陆型地壳与大洋地壳交界处，有明显的堆积地貌岛弧边缘缺失。（4）太平洋底结构的复杂特性不像是简单的闭合、扩张形成的。（5）大西洋没有俯冲带—海沟系统（中部和南端陆壳碎屑堆积处除外）。（6）如果是地幔对流驼载板块运动，用热动力无法解释其不对称性和方向性（对流必然是磁力线方向，依和地磁发电机原理）。（7）2.5亿年前古地壳是均匀上覆硅铝层的浅海状况，突然大陆地壳巨幅缺损，宽深的大洋产生，大洋地壳成为地壳主体的原因没有共识。

新理论大陆漂移由两个模式组成：初始自由漂移、固体潮反复弯折形变岩浆在大洋地壳裂缝下部填充冷凝形成支点产生侧向楔子力驱动的稳定期板块漂移。

初始自由漂移：超大陨星撞击造成陆壳缺损大半、在对面膨裂形成大西洋开裂、撞击点产生陆壳破碎，高温下残余陆壳在液体岩浆上进行真正的自由漂移。之后生成岛弧、边缘海、未完全脱离的半岛地貌（勘察加等）、脱离的陆壳碎块（台湾、马达加斯加等），更细小的陆壳碎屑由于较轻、较薄且强度低，逐渐冷却产生的洋壳才能下插，产生推挤抬升堆积成岛弧。岛弧海沟系统于初始自由漂移尾声时产生。

稳定期板块漂移：当洋壳冷却加厚到接近热平衡厚度5 km左右，由于陨星撞击的膨动和自转力作用，从强度较小的洋中膨裂形成洋中脊，日月引力产生的固体潮反复弯折形变，岩浆在裂缝中下部冷凝形成支点产生侧向楔子力，造成全球挤压环境，现代大陆板块形成，稳定期的大陆漂移以板块扩张模式延续至今。

1    撞击点

如果在结了一层薄冰的湖面上扔一个小石子，会砸出一个大致圆形的小洞，要是用大石块来砸，周围的冰块就会因水面起伏而破碎、漂移，石块越大边缘就越零乱，以至看不清其形状。地球的鸡蛋结构非常适合这样的比喻，虽然在旋转的球体上描述会复杂一些。所有大洋地壳的年龄都有两亿年左右的一个上限，更古老的洋壳碎片却嵌在陆壳中，联想到两亿五千万年前有一次超大规模的生物灭绝事件和其后超长的生物沉寂期，完全可以大胆地设想，大约两亿五千万年前一颗巨大的小行星撞上地球，其直径达200 km，撞击点就是当今的太平洋，夏威夷可以看成是中心回弹山，由于撞击贯通了深地幔的放射热能通路形成热点，上涌的岩浆在地壳整体调整重心蹿动时留下点状轨迹。

2    雏大西洋和地中海、加勒比海成因

由于撞击的力量过大，坑的概念在这已经不适用。小行星砸透地壳使撞击点的边缘大范围的破碎、飞溅，星体和撞击点附近地壳全部气化产生巨大的爆炸冲击波，周边地壳被粉碎，碎屑漂浮于较重的地幔岩浆上，这些导致陆壳大面积缺损，冈瓦纳古陆只是之前泛浅海陆壳的残余部分。巨大的动能传入液体地幔引起就像装水的气球受到拍击那样的可怕颤动，先是在地球对面引发膨起，那里的大陆地壳随之像“被掰开的饼干”那样胀裂，而这种膨胀断裂是十字形的，经向是雏大西洋、纬向是地中海和加勒比海，纬向没有自转作用，因此较弱。

3    自由飘散的陆块

撞击同时产生地幔潮涌。地幔潮涌与地球自转的共同作用在地表产生许多南北向的大断裂，并且造成许多大面积的火山和熔岩漫溢。挤压和拉伸反复交替，进一步揉碎残余陆壳，在某些地方就像海面的碎浮冰，一些陆块被掀入地幔，浮出时沾上了一层巧克力样的地幔物质。地块由于起伏，其角速度会变动，在高点时滞后、在低谷时前冲，这种现象在赤道附近最明显。陆块在这种潮涌上冲浪，其西缘受到挤压，一些较小的破碎地块堆积成科迪勒拉山系，地块的东缘则受到拉伸，脱落下一些碎块，如马达加斯加、斯里兰卡、台湾，以及尚未脱落的朝鲜半岛、勘察加半岛、佛羅里达等，这些现象于撞击点周围破碎的边缘和线速度较大的低纬度地区较为明显，南美南端的东移实际上是陆壳滞后造成的。

这是一个短暂的自由飘移期，一些独立的陆块飘浮的较远，如南极洲和澳大利亚，由于地球自转的离心力影响，其都有漂向赤道的趋势，印度尼西亚群岛的形状说明了这种趋势和澳大利亚的出处，这种向赤道的运动比较充分，就会像台风一样旋转。南极陆块正好漂到南极点处，沿途的阻力因素恰到好处，离心力对其不起作用，就停止跋涉，原地作了一点旋转后就稳定地趴在那儿至今。北冰洋恰恰相反，由于其当时的陆块过于破碎，被四下甩出形成一处空档。

撞击的高热几乎将海水蒸发殆尽，在低洼之处留下巨厚的盐层，如果环境特殊现在还会有残存。海洋生物灭绝得很彻底，一些小而老的洋壳在撞击中破碎堆积在陆壳中。太平洋底壳的撞击碎屑混合特点和陆壳掰裂平整分离后拉出的大西洋底壳的差异明显。

击穿地壳的大型撞击坑由于边缘破碎，强度减低，都会在以后产生一定程度的回缩，至少在某个时期可以把太平洋的关闭看成是这种回缩，大西洋等和一些裂谷系的扩张，可以看成是大陆的回胀，而边缘海可以看成是陨石坑的同心圆构造。

撞击产生的爆炸可能掀起小块陆壳倒扣在远端，这种地块，对称轴是撞击时间点。

4    缺失陆壳后重新结合的地壳

随着洋底迅速冷却，其表面凝结的薄壳在逐渐变厚，并且阻止陆地继续漂移，可以看出美洲大陆滞后得非常厉害，雏大西洋的宽度由此而来，还有其西端复杂巨厚的堆积，和大角度的下插倾角。随着洋壳变厚强度增加，陆地漂移的速度急剧减慢，近乎停止，从而进入了稳定的漂移期。

可以说初始自由漂移是大陆漂移中决定性的过程，这是一个短暂、自由、纯粹的大陆地壳的漂移时期，这是一个和现代板块基础上的大陆漂移不同的特殊时期。虽然当时各大洋的宽度、大小还不是现在这个程度，但在这之后的缓慢漂移都是在这基础上进行的。倘若不存在这段初始的自由漂移期，在平静缓慢的挤压环境中一些小地块破碎、飘进强度很大的大洋地壳中，解释难度会更大！

当洋壳厚到一定程度时，岩石圈就结成了一个刚性的整体，任何一点的移动都会牵动整个岩石圈，此时洋中脊尚未形成，地壳会因为自转的离心力调整重心达到平衡，其会在地幔上整体移动，这可能是长久漂移的驱动力之一。

初始的快速漂移期生成的洋壳应该是这样的：由于磁场消失，其都属于磁静区;有层状结构，越往下越年轻（虽然小到无法检测），并有成份上的差异，而在洋中脊的生长区，无法解释也找不到这种层状构造;表面的褶皱并不延续到下层;在同层上的年龄一致。

太平洋周围大部分的磁静区都消亡于和达-贝尼奥夫带。大西洋沿岸属于胀破的陆缘，像是被掰开的饼干，边缘整齐与洋壳焊接在一起，这样的地方无法产生下插，所以大西洋壳完整的记录了2.5亿年来所有信息，其沿岸的磁静区与太平洋周围最外边的磁静区尤其是边缘海年龄一致，表示大撞击发生的时间和初始漂移的宽度，其占据了2.5亿年来综合次序大表的第一格。

5    磁极倒转成因和天然表格

如果以某种标准来统计大事件，在某段时间内其能精确到毫无疏漏，并且这种线索就像表格一样印在地球表面，你会不会吃惊？这种表格当然就是磁条带[2]。地球磁场可以看作是一个流体发电的软磁体，大型陨星的撞击使内部对流发生紊乱，高通量磁暴导致磁场消失，当磁场逐渐恢复时，岩石圈内部的剩余磁场就会诱导地球内部新磁场沿原来的反方向建立，这就是地球磁场倒转的起因，洋脊两侧的磁条带就是大型撞击次序表。在大洋底部的洋壳上其是水平的，以大西洋两边的磁静带为第一格，年龄约2.5亿年，大西洋底的磁信息比较完整;在陆地上的沉积层、熔岩层等地方磁信息带是垂直的，虽然都是残破不全的，通过互补、重叠勉强能拼凑起一个模糊的表格。洋壳上面的沉积层里应该也有一个几乎和洋脊两侧一模一样的表格，也是垂直的，在大西洋磁静区是完整的，虽然比岩石圈的磁性弱得多。

6    胀破的裂谷系，洋中脊的成因

相对较小的撞击同样会引起地球的弹性颤动，岩石圈于是沿其薄弱部分—往往是大洋中部胀破，洋中脊于是生成，岩石圈开始分裂成现代意义上的板块。所以并非由于扩张而产生洋中脊，而是洋壳从容易胀破的地方扩张，准确地说，扩张的只是洋中脊两侧的洋壳和大西洋，太平洋却是在缩小中。

磁条带大曲尺说明有较大的撞击和方向上与地球自转平面有较大夹角，其中必然伴随着一些板块猛烈窜动，引发大的造山幕、剧烈的火山和裂谷活动等，造成整个地壳失去平衡。

7    洋中脊的高耸并非由于岩浆上涌，而是洋壳外翻式生长造成

总的来说，大陆漂移是以撞击—突进—稳定飘移的模式进行。在初始的自由漂移期，可以站在远处用魏格纳的眼睛来进行直观的描述;在稳定漂移期，用威尔逊旋回[3]来解释并不准确：第一，支持其大陆漂移驱动力理论很勉强;第二，洋底从来就没有替换过一个完整的回合。而且其并不适用于大西洋，即使在太平洋，也只作用于部分洋壳和不到两亿年至今的时间段内。

太平洋是陨星撞击所至，当时的高温岂不是要煮熟一切生命，地球上的水也会蒸发殆尽？依照这种假设，却可以解释一些长久以来难以解决的难题，比如硅铝层的缺损、冈瓦纳古陆破碎的起因、大洋地壳的年龄、生物的超级大灭绝和超长恢复期（从洞穴低等生物重新进化）、一些洲际的山系、裂谷系的成因等。

大陆漂移驱动力在初始的自由漂移期无疑是陨星撞击的搅动，在稳定漂移期才是我们通常意义上所说的陆漂驱动力。大路漂移驱动力虽然现有多种理论解释，比如下插板块的拉拽、软流圈的驼载等，由于没有直观性的证据，只好默认这些因素同时存在，地幔对流的软流圈驮载必然以板块边界为循环起始点，用热动力无法解释其不对称性和方向性尤其是三条洋中脊交界处（对流必然是磁力线方向，依和地磁发电机原理）。从力学角度分析，流质岩浆无法产生侧向推力推动巨大板块。如果存在下插板块的拉拽、軟流圈的驼载作用，那么必然存在产生拉张的地方比如在洋中脊，现今已经证实挤压是整个岩石圈的普遍现象，为什么会是这样？

稳定漂移期的驱动力在我看来只有一个，那就是“小鬼”的楔子：洋中脊固体潮反复折动形变裂隙中岩浆填充冷凝产生的楔子驱动力，洋壳因此爬行生长。

由于月亮的引力大海每天要涨两次潮，同时地壳还要涨两次固体潮（这样说不太精确，因为地幔还是处于流质状态），幅度一般为30～40 cm，最大约53.32 cm，为海潮的1/3。太阳引力引起的固体潮为月亮潮的一半，最大为24.61 cm，频率上每天要早50 min，当所有因素相加的极限高度达78.13 cm。也就是说地壳的曲率每天要发生4～8次变化，低潮点在岩石圈外层、高潮点在岩石圈的内层受到挤压，并在反面位置上受到拉张，由于岩石的抗压强度远远大于其抗拉强度，这时在拉张的地方就要产生楔子形裂隙，在南北向的裂缝上，假想地壳是厚5 km的刚性理想断面，据笔者估算其大头最宽可达390.6 cm，接近4 m。这些裂隙会被岩浆填充，当岩浆冷却硬化时就会成为新的支点，并使对面产生新的裂隙，地壳就像毛虫般蠕动伸长，每天爬行4～8次。由于粘稠的岩浆填充和冷却都十分困难，难以形成有效的支点，裂隙上部没有填充，填充和支点作用只在断面的下层发生并且依赖于向下的冷却速度。于是造成了像卷心菜的外翻式生长和台阶地形，所以说洋中脊的高耸并非由于岩浆上涌，而是洋壳外翻式生长造成。

由于低纬度固体潮更高，这些部位生长更快，阻力就会急剧增加，到一定程度就会停止生长，成为支点，其他部位的挤压得到减轻，生长便会加速。这种交替生长造就了转换断层。

就是这种缝隙、填充、楔子、缝隙的反复交替作用造成了挤压环境的扩张。

只有冷却的岩浆才会形成楔子，在大陆裂谷系，由于地壳较厚冷却困难，缝隙中的岩浆难以冷却形成支点，久而久之缝隙两侧重新粘结在一起，强度增大，这种扩张作用就难以产生。东非大裂谷、美洲大峡谷、红海、都是撞击时产生的裂痕，并未断开，若无较大撞击搅动，今后也不会扩张生成新大洋。

由固体潮引起的楔子力方向基本上都与赤道平行，但由于地壳是一个球形的整体，这种力会最终分解为沿地球表面全方向的分力，从而造成了全地壳的挤压环境，这些分解压力和拓扑需求是南印度洋等慢速洋脊的存在原因。其他原因比如地球颤动造成地壳曲率变化时，也会产生扩张。

8    魏格纳给出的力源依然有强大生命力

初始自由漂移期魏格纳给出的力源是真实的：向赤道的离极力;因地球自转产生向西的力;重力均衡产生的垂直向上的力，在新理论下依然有部分生命力。在超大撞击的地幔潮涌下，陆壳的自由漂移速度被放大很多。

稳定飘移期的速度是无法计算的，只能靠测量。

9    预测地震的可能

月、日的起潮力重叠时楔子力叠加使得满月时地震比较多。大陆的稳定飘移期驱动力造成板块之间和板块内部的相对位移和拓扑变形，位移又产生了震动，研究这种移动趋势则是预报地震的关键。现在研究这种地壳形变和移动与地震的关系时，限于条件往往都是局部的、非球面的，人们虽然知道其中的关系，却无法做出直观的判断，就像当初没有卫星云图的天气预报一样，无法做到准确、及时。

当某处发生地震时，意味着局部的位移和應力释放，由于地壳是一个球形的整体，这就不可避免的会引起全球地壳应力分布的改变，全球地壳应力的分布状况又会决定局部地块的移动趋势。因此建立全球观测网进行汇总是准确预报地震所必需的条件。

如果在地球上所有的裂谷带、洋中脊、活动的山系两侧，实际上就是地震带两侧设置一些精确到毫米级的测量点，将其位移量、移动速率、移动方向汇总后用颜色加以区分，那时又会有魏格纳站在世界地图前面的感觉了，此时根据板块的移动趋势预测地震就像看着卫星云图做天气预报一样直观。

10    验证模型

用结了一层薄痂的球形面团可以简单、直观的演示撞击对于地壳的决定性影响，对于地球等大天体来讲，这是普遍单一的巨变因素。面团有合适的转速和击打力，对于边缘海、脱落半脱落的陆缘演示很典型，大西洋和太平洋的差异也能很好地理解。用更理想材料在太空或俯冲飞机的失重环境来演示会更接近事实。

用水和些玉米面覆盖充水气球吹微干，旋转时用小球撞击，每秒一千帧录像能清楚地演示地幔潮涌、对面大西洋膨胀开裂、陆壳缺损、中心热点、撞击大小和坑边形状的关系等现象，小撞击的同心圆构造很完美。

用较厚小麦面做模型难度很大，因为重力影响，下部湿厚，产生的裂痕都在上部，有些实验撞击点对面显示中部有较宽的倒丁字形裂纹，裂纹露出里面的湿面。横纹代表地中海和加勒比海雏形，而且东边比西边宽，这应该是加勒比海和地中海差异理由。

洋中脊下部的楔子力和外翻式生长模型可以在冰面上进行，切开日字形的几条缝隙，中间的横缝当洋中脊，两侧的缝隙加进隔离材料当转换断层，使之能够错动。上下两边的缝隙做宽一点，塞进能压缩的材料，权当俯冲带的位移量，也可铺撒珍珠岩碎块，由于较轻可以产生俯冲带构造，在冻结前铺撒珍珠岩碎块并推挤可产生堆积岛弧。然后两脚各踩洋中脊两边跳跃，在寒冷的天气里做千万次，但其力是和固体潮相反的，改成向上的拉力模式比较复杂。如果这种缝隙系统并列几个，幅度在两边小一些，应该有转换断层地震。

11    结语

超大陨星撞击不仅是地壳初始自由漂移原因，这也是全人类未来最大的危机，也能依此给出社会学真实唯一目的：发展科技和诞生科技的人文环境才能抵抗这种天灾，从而推导出真理性的社会学系统，而非目前靠实力决定的社会学各种现象。

[参考文献]

[1]REINKE-KUNZE C. Die entstehung der kontinente und ozeane[M].Basel：Birkh?user，1994.

[2]MAURICE A T.Vine‐Matthews‐Morley hypothesis[M].Dordrecht：Springer，1963.

[3]BIRD J M.Wilson cycle[M].Berlin，Heidelberg：Springer，1987.