地学革命之二:革命前夕

20世纪60年代,美国海军的海洋地质调查已经发现了海洋底部的磁异常,到了1963年,剑桥大学的研究生Fred Vine和他的导师Drum Mathews在Science上发布了关于洋脊磁异常的论文,论述了洋底磁异常是在地磁场不断倒转的过程中记录下来的磁场信息。从此点燃了地学界伟大革命的火炬!简单来讲就是,海洋板块之间的洋脊不断的喷出岩浆,岩浆在冷却的过程中会被地磁场磁化,就像缝衣针和磁铁呆久了会被磁化一样,而地球磁场的方向(现在近南北方向)在历史上曾经是和现在地磁场相反的,而且经常发生倒转,所以海底不同时代冷却的岩浆就记录了不同时代的地磁场方向,形成了相对洋中脊对称的正负相间的磁异常条带。这直接导致了海底扩张理论的诞生。

这时候持反对意见的一派——拉蒙特学者决心通过采集更多的资料来反驳Vine和Mathews的假说。巧合的是,正是拉蒙特学者的资料最终证实了Vine和Mathews的假说,并名声大噪。其实这是一个偶然的误会。1965年,拉蒙特的一个粗心的工作人员把同一个剖面的复制件顶对顶放在了桌子上,被一名研究生看到,误以为他们证实了Vine预言过的对称性!其实只是同一个剖面放错了而已。接着他们对已有的资料采用Vine和Mathews的理论来解释,结果都得到了完美的结果。他们的资料证明,太平洋、大西洋和印度洋的所有地磁剖面,都是大致以大洋中脊为中心对称的,并可以根据地磁条带的宽度来计算不同地方海底扩张的速率。

那么问题来了,海底扩张的速率是基本恒定的,如果能够计算海底扩张的速率,那么就可以简单的通过某个地方距离洋中脊的远近来计算洋底的年龄。

一般来讲,地球物理学家应当告诉我们地球的物理状态,而地质学家应该是更富历史观的人,习惯上从年龄上看问题。而现在的情况是,一批年轻的地球物理学家开始向地质学家报告海底的年龄了,这对于地质学家当然是极其尴尬的!而摆在地质学家面前的就只有两条路,要么用久经考验的地质学方法来证明它们是错误的,要么接受革命的果实,进入新时代。约架的方法很简单,就是采集海洋玄武岩地壳上面沉积的最老(也就是最下面一层)的沉积物并确定年龄(大致代表了玄武岩海洋地壳形成的年龄),检查是否与地球物理学家的语言相一致,而从沉积物里面挑选出化石,并鉴定出年龄是地质学家的看家本领,也是被广泛接受的定年方法。

为此,必须在海底钻孔,而“格洛玛·挑战者”号从此开始登上历史的舞台。

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