魏格納

魏格納

魏格納(Alfred Lothar Wegener)是德國氣象學家、地球物理學家,1880年11月1日生于柏林,1930年11月在格陵蘭考察冰原時遇難,被稱為"大陸漂移學說之父"。

  • 中文名
    魏格納
  • 外文名
    Alfred Lothar Wegener
  • 國籍
    德國
  • 出生地
    柏林
  • 出生日期
    1880年11月1日
  • 逝世日期
    1930年11月
  • 職業
    氣象學家、地球物理學家

人物簡介

魏格納是德國氣象學家、地球物理學家、天文學家,大陸漂移說的創始人。1880年11月1日生于柏林,1930年11月在格陵蘭考察冰原時遇難。1910年提出"大陸漂移說",1912年得到證實。

他在《海陸起源》一書中提出了著名的"大陸漂移說"。

​生平履歷

從小就喜歡幻想和冒險,童年時就喜愛讀探險家的故事,英國著名探險家約翰·富蘭克林成為他心目中崇拜的偶像。為了給將來探險做準備,他攻讀氣象學。1905年,25歲的魏格納獲得了氣象學博士學位。1906年,他終于實現了少年時代的遠大理想,加入了著名的丹麥探險隊,來到了格陵蘭島,從事氣象和冰川調查。出生于柏林,畢業于柏林洪堡大學,

魏格納魏格納

1880年11月1日出生于德國柏林。

1905年獲得柏林洪堡大學天文學博士學位。

1906年--1908年參加丹麥遠征格陵蘭的探險隊,格陵蘭北部探險。

1908年探險歸來,在馬寶大學就職,整理探險蒐集的大量資料,直到第一次世界大戰(1914年8月-1918年11月)爆發。

1910年,病中偶然翻閱世界地圖,產生了大陸漂移假說的想法。

1912年6月在法蘭克福地質協會上提出了大陸漂移假說理論。

1912年參加科赫-格林貝格探險隊(該探險隊資料不明),橫貫格陵蘭大冰蓋。科赫是極地冰川初期的研究代表。探險歷時半年。

1913年與柯本(氣候學家)之女埃爾斯結婚。

1915年出版《海陸的起源》。

1919年聘為漢堡大學教授。

1924年聘為格拉茨大學教授。

1928年計畫與科赫再次進行格陵蘭探險,但科赫于當年去世。

1929年,與約翰尼斯 喬治、佛裏斯 羅伊、爾斯特 索爾格一起進行第三次格陵蘭探險,建立考察站。

1930年4月1日,乘坐"旗魚號"前往格陵蘭島,1930年10月30日到達愛斯米特營地,運送物資。

1930年11月1日在營地度過50歲生日後返回基地,途中遇難。

1931年5月,魏格納哥哥庫爾特(漢堡大學教授)發現魏格納遺體。

主要貢獻

概述

主要研究大氣熱力學和古氣象學。1912年提出關于地殼運動和大洋大洲分布的假說--"大陸漂移說"。他根據大西洋兩岸,特別是非洲和南美洲海岸輪廓非常相似等資料,認為地殼的矽鋁層是漂浮于矽鎂層之上的,並構想全世界的大陸在古生代石炭紀以前是一個統一的整體(盤古大陸),在它的周圍是遼闊的海洋。後來,特別是在中生代末期,盤古大陸在天體引潮力和地球自轉所產生的離心力的作用下,破裂成若幹塊,在矽鎂層上分離漂移,逐漸形成了今日世界上大洲和大洋的分布情況。但這一假說卻難以解釋某些大問題,如大陸移動的原動力、深源地震、造山構造等。

大陸漂移學說理論

主要的證據:泛大陸存在及大陸破裂

漂移的證據主要有﹕

①大西洋兩岸的海岸線相互對應

特別是巴西東端的直角突出部分與非洲西岸呈直角凹進的幾內亞灣非常吻合。

②大西洋兩岸構造呼應

美洲和非洲﹑歐洲在地層﹑岩石﹑構造上遙相呼應。例如北美紐芬蘭一帶的褶皺山系與西北歐斯堪的納維亞半島的褶皺山系相對應﹐都屬早古生代造山帶﹔非洲南端和南美阿根廷南部晚古生代構造方向﹑岩石層序和所含化石相一致。

③相鄰大陸

特別是大西洋兩岸古生物群具有親緣關系。如巴西和南非石炭-二疊系的地層中均含一種生活在淡水或微鹹水中的爬行類──中龍化石﹐而迄今為止世界上其他地區都未曾發現。又如主要生長于寒冷氣候條件下的舌羊齒植物化石廣泛分布于非洲﹑南美﹑印度﹑澳大利亞﹑南極洲等諸大陸的石炭-二疊系中。而這些大陸所在的氣候帶卻不相同。

④石炭紀-二疊紀時

在南美洲﹑非洲中部和南部﹑印度﹑澳大利亞都發生過廣泛的冰川作用。這些地區除南美洲和南極洲外﹐都處于熱帶或溫帶地區。與此同時﹐在北半球除印度以外的廣大地區並未找到確切的晚古生代冰川遺跡﹐相反卻見到許多暖熱氣候的生物化石。這表明上列出現古冰川的諸大陸在當時曾相連線﹐為一個統一的大陸。

⑤現代科學的發展

為大陸漂移提供更直接的證據﹕精確的大地測量的資料證實大陸仍在緩慢地持續水準運動﹔古地磁的資料表明許多大陸塊所處的位置並不代表它初始位置﹐而是經過了或長或短的運移。

大陸漂移思想是一種活動論﹐它的提出是對固定論的挑戰﹐並為板塊構造學的建立和發展奠定了基礎﹐對地球科學的發展起了很大的推動作用。但大陸漂移的機製問題至今依然沒有解決。

大陸漂移學說形成

發展歷程

大陸漂移說是阿爾弗雷德·魏格納(1880-1930)在1912年一篇重要的學術論文中提出來的,並且在幾年後(1915)出版的一部專著中加以發展和完善。人們幾乎立刻就意識到了這個假說潛在的革命性質,因為它要求對地理學的全部基礎進行重新修訂。20世紀20-30年代間,地理學家對大陸運動的觀念進行了廣泛的討論,結果,反對意見幾乎是同聲一片。因此,魏格納提出的地球漂移說長期以來處于我所說的理論革命階段,直到50年代中期,不斷發現的新證據才越來越對大陸可能運動的假說有利。但直到本世紀(20世紀)60年代,一場地球科學革命才真正發生。

歷史分析

歷史分析表明,這場地球科學革命結束了長達半個世紀之久的理論革命狀態外僅僅是因為人們勉強接受了一整套已處休眠狀態或早先被摒棄的觀念或理論。這場科學革命伴隨著研究地球的新手段和傳播知識的新技術的產生而產生。不僅許多地球科學家沿著非傳統的路線思考,而且,有不少物理學家也投入了地球科學的研究之中,並做出了偉大的發現。因此,最終發生的地球科學革命並不僅僅是長期受到抵製的、作為傳統觀念的一次根本性轉變的大陸漂移說的簡單復活,而且還創立了新的板塊構造理論來描述大陸的漂移。從某種意義上說,魏格納的原始理論並未導致一場科學革命,但是,最終的科學革命確實體現了魏格納理論中大陸運動這一中心思想和把地表分成兩類地域(陸地和海底)的觀念。

主要特點

這場革命的一個最突出的特點就是,處在學科工作中的地理學家普遍意識到他們正在經歷一場地球科學革命。許多科學家撰寫文章或專論都強調了考察大陸和地球的思維方式所發生變化的革命性質;他們寫出了標題醒目的著作,如《地球科學中的革命:從大陸漂移說到板塊構造說》(哈拉姆1973)或《地球科學革命的嚴峻年代》(格倫1982)。強調革命性不僅是後來歷史性或評論性文章和書籍的特點,也是地球科學革命年代中學術論文的特點。例如,《科學》雜志中的一篇頗具新意的學術論文(奧普代克1966)的標題是"南海深海岩心的古磁研究",它的副標題是"確定地球歷史事件發生時間的革命方法"。1970年,在討論"新的一類錯誤"期間,J.T.威爾遜聲稱關于地磁逆轉的發現構成了地球科學中的"革命"。在(國際科學聯合會理事會的)"上地幔計畫"(U.M.P.)的最終報告(1972)中,"U.M.P.實施期間提出的板塊構造的統一概念"被說成是地球科學中的一場"革命"(舒利文1974,343)。

詳細經過

魏格納以倡導大陸漂移學說聞名于世,他在《大陸和海洋的形成》這部不朽的著作中努力恢復地球物理、地理學、氣象學及地質學之間的聯系--這種聯系因各學科的專門化發展被割斷--用綜合的方法來論證大陸漂移。魏格納的研究表明科學是一項精美的人類活動,並不是機械地收集客觀信息。在人們習慣用流行的理論解釋事即時,隻有少數傑出的人有勇氣打破舊架構提出新理論。但由于當時科學發展水準的限製,大陸漂移由于缺乏合理的動力學機製遭到正統學者的非議。魏格納的學說成了超越時代的理念。

早在1620年的時候,英國的哲學家、政治家弗朗西斯·培根就在地圖上觀察到,南美洲東岸和非洲西岸可以很完美地銜接在一起。雖然培根喊出了著名的言語"知識就是力量",但他不是真正的科學家,他隻是將自己關于兩塊大陸的想法說了出來,而沒有嘗試去尋找證據,來證實兩岸曾經是相連的。在培根之前的人們沒有想到這一點是有情可原的,因為哥倫布在1492年才發現了美洲,當時的地圖錯誤百出,隻是到了培根的時代,大西洋兩岸的海岸線才繪製得像模像樣。但是培根之後將近300年的時間裏,竟然沒有一個科學家認真思考過,為什麽大洋兩岸的陸地竟可以嚴絲合縫地拼在一起。許多人也許在心裏有過疑問,但是卻都沒有去行動。最終,歷史將榮譽授予了一位德國人。

1910年的一天,年輕的德國氣象學家魏格納身體欠佳,躺在病床上。百無聊賴中,他的目光落在牆上的一幅世界地圖上,他意外地發現,大西洋兩岸的輪廓竟是如此相對應,特別是巴西東端的直角突出部分,與非洲西岸凹入大陸的幾內亞灣非常吻合。自此往南,巴西海岸每一個突出部分,恰好對應非洲西岸同樣形狀的海灣;相反,巴西海岸每一個海灣,在非洲西岸就有一個突出部分與之對應。這難道是偶然的巧合?這位青年學家的腦海裏突然掠過這樣一個念頭:非洲大陸與南美洲大陸是不是曾經貼合在一起,也就是說,從前它們之間沒有大西洋,是由于地球自轉的分力使原始大陸分裂、漂移,才形成如今的海陸分布情況的?

第二年,魏格納開始蒐集資料,驗證自己的構想。他首先追蹤了大西洋兩岸的山系和地層,結果令人振奮:北美洲紐芬蘭一帶的褶皺山系與歐洲北部的斯堪的納維亞半島的褶皺山系遙相呼應,暗示了北美洲與歐洲以前曾經"親密接觸";美國阿巴拉契亞山的褶皺帶,其東北端沒入大西洋,延至對岸,在英國西部和中歐一帶復又出現;非洲西部的古老岩石分布區(老于20億年)可以與巴西的古老岩石區相銜接,而且二者之間的岩石結構、構造也彼此吻合;與非洲南端的開普勒山脈的地層相對應的,是南美的阿根廷首都布宜諾斯艾利斯附近的山脈中的岩石。

阿爾弗雷德·魏格納對此作了一個很淺顯的比喻。他說,如果兩片撕碎了的報紙按其參差的毛邊可以拼接起來,且其上的印刷文字也可以相互連線,我們就不得不承認,這兩片破報紙是由完整的一張撕開得來的。除了大西洋兩岸的證據,魏格納甚至在非洲和印度、澳大利亞等大陸之間,也發現有地層構造之間的聯系,而這種聯系都限于中生代之前即2.5億年以前的地層和構造。看來,報紙的版面規模巨大。

沉浸在喜悅中的魏格納又考察了岩石中的化石。在他之前,古生物學家就已發現,在遠隔重洋的一些大陸之間,古生物面貌有著密切的親緣關系。例如,中龍是一種小型爬行動物,生活在遠古時期的陸地淡水中,它既可以在巴西石炭紀到二疊紀形成的地層中找到,也出現在南非的石炭紀、二疊紀的同類地層中。而迄今為止,世界上其它大陸上,都未曾找到過這種動物化石。淡水生活的中龍,是如何遊過由鹹水組成的大西洋的?

更有趣的是,有一種園庭蝸牛,既發現于德國和英國等地,也分布于大西洋對岸的北美洲。蝸牛素以步履緩慢著稱,居然有本事跨過大西洋的千重波瀾,從一岸傳播到另一岸?當時沒有人類發明的飛機和艦艇,甚至連鳥類還沒有在地球上出現,蝸牛是怎麽過去的?

再來看一看植物化石--舌羊齒,這是一種古代的蕨類植物,廣布于澳大利亞、印度、南美、非洲等地的晚古生代地層中,即現代版圖中比較靠南方的大陸上。植物沒有腿,也不會遊泳,如何漂洋過海的?

為解釋這些現象,魏格納之前的古生物學家曾提出"陸橋說",他們構想在這些大陸之間的大洋中,一度有狹長的陸地或一系列島嶼把遙遠的大陸連線起來,植物與動物通過陸橋遠涉千萬裏,到達另外的大陸;後來這些陸橋沉沒消失了,各大陸被大洋完全分隔開來。這種觀點被稱為"固定論",即大陸與海洋是固定不動的。而魏格納的解釋則是"活動論"的,各大陸之間古生物面貌的相似性,並不是因為它們之間曾有什麽陸橋相連,而是由于這些大陸本來就是直接連在一起的,到後來才分裂漂移,各奔東西。固定論與活動論的爭論,與火成論水成論的爭論、漸變論與災變論的爭論一道,被人們稱為地質學三大論戰。作為活動論的先驅,魏格納一開始幾乎是孤軍奮戰。

古代冰川的分布也支持魏格納的想法。距今約3億年前後的晚古生代,在南美洲、非洲、澳大利亞、印度和南極洲,都曾發生過廣泛的冰川作用,有的地區還可以從冰川的擦痕判斷出古冰川的流動方向。從冰川遺跡分布的規模與特征判斷,當時的冰川類型是在極地附近產生的大陸冰川。而且南美、印度和澳大利亞的古冰川遺跡殘留在大陸邊緣地區,冰川的運動方向是從海岸指向內陸,顯然冰川是不會登入向高處運動的,這說明這些大陸上的古冰川不是源于在地。面對這種古冰川的分布及流向特征,過去的地質學家一籌莫展。然而正是這些特征,卻為大陸漂移說提供了強有力的證據。

在魏格納看來,上述出現古冰川的大陸在當時曾是連線在一起的,整個大陸位于南極附近。冰川中心處于非洲南部,古大陸冰川由中心向四方呈放射狀流動,這就很合理地解釋了古冰川的分布與流動特征。我們看到的冰川向陸地內部運動的表象,其實是因為原來巨大的大陸分裂開來,原來的內陸變成了沿海的緣故。

除古冰川遺跡外,蒸發鹽、珊瑚礁等古氣候標志,也可用來推斷它們形成時的古緯度。古緯度與大陸的位置是沖突的,這也說明以前的大陸不在今天所處的地方。

證據似乎已經很充分了。在嚴謹的科學研究的基礎上,魏格納的代表作《海陸的起源》于1915年問世了。在這本書裏,魏格納闡述了古代大陸原來是聯合在一起、而後由于大陸漂移而分開,分開的大陸之間出現了海洋的觀點。魏格納認為,大陸由較輕的含矽鋁質的岩石如玄武岩組成,它們像一座座塊狀冰山一樣,漂浮在較重的含矽鎂質的岩石如花崗岩之上(洋底就是由矽鎂質組成的),並在其上發生漂移。在二疊紀時,全球隻有一個巨大的陸地,他稱之為泛大陸(或聯合古陸)。風平浪靜的二疊紀過後,風起雲涌的中生代開始了,泛大陸首先一分為二,形成北方的勞亞大陸和南方的岡瓦納大陸,並逐步分裂成幾塊小一點的陸地,四散漂移,有的陸地又重新拼合,最後形成了今天的海陸格局。

魏格納這一"石破天驚"的觀點立刻震撼了當時的科學界,招致的攻擊遠遠大于支持。一方面這個假說涉及的問題太宏大了,如若成立,整個地球科學的理論就要重寫。必須要有足夠的證據,假說的每個環節都要經得起檢驗;另一方面,魏格納在大學中獲得的是天文學博士學位,主要研究氣象,他並非地質學家、地球物理學家或古生物學家。在不是自己的研究領域發表看法,人們對其假說的科學性難免會產生懷疑。魏格納理論最主要的弱點是:巨大的大陸是在什麽上漂移的?驅動大陸漂移的力量來自何方?魏格納認為矽鋁質的大陸漂浮在地球的矽鎂層上,即固體在固體上漂浮、移動。對于推動大陸的力量,魏格納猜測是海洋中的潮汐,拍打大陸的岸邊,引起微小的運動,日積月累使巨大的陸地漂到遠方;還有可能是太陽和月亮的引力。根據魏格納的說法,當時的物理學家立刻開始計算,利用大陸的體積、密度計算陸地的質量。再根據矽鋁質岩石與矽鎂質岩石摩擦力的狀況,算出要讓大陸運動,需要多麽大的力量。物理學家發現,日月引力和潮汐力實在是太小了,根本無法推動廣袤的大陸。

1912年-1913年冬天在格陵蘭島1912年-1913年冬天在格陵蘭島

大陸漂移學說以轟動效應問世,卻很快在嘲笑中銷聲匿跡。雖然魏格納找到的證據很多,但是如果別人找出一個反對這個科學理論的證據,比如大陸漂移的動力不足,這個學說隻能叫做假說,而不是真正的理論。當人們解釋中龍、舌羊齒等古生物的分布時,依然用陸橋說來搪塞,雖然陸橋說顯得很荒唐,但是當時人們認為,還有一種理論更加荒唐,那就是魏格納的大陸漂移學說。有人開玩笑說,大陸漂移學說隻是一個"大詩人的夢"而已。

隻有魏格納還孤獨地吟唱著自己的詩篇。1930年魏格納第四次深入格陵蘭島考察氣象時,不幸長眠于冰天雪地之中,年僅50歲,他的遺體在第二年夏天才被發現。他離去的早了一點兒,因為德國的一艘科學考察船剛剛從大西洋回國,帶來了一個訊息,在大西洋中間存在一條很長的洋中脊,那裏有巨大的裂谷。憑著魏格納廣博的學識,他將有可能找到解決大陸漂移動力問題的方案,洋底的移動會提供大陸漂移的線索。可惜他與這個訊息永遠地隔絕了。同許多超越時代的科學家一樣,他又出生得早了一點,未能等到他的學說被世人接受的一天。也許,隻有人跡罕至的冰雪大陸,才能理解魏格納生前的孤獨吧。魏格納的靈魂被冰封在格陵蘭的積雪中,大陸漂移學說則被塵封在圖書館的書架上,無人問津。

個人經歷

少年探險

魏格納少年時便向往到北極去探險,由于父親的阻止,他沒能在高中畢業後就加入探險隊,而是進入大學學習氣象學。1905年,他以優異成績獲得氣象學博士學位後,致力于高空氣象學的研究。1906年,他和弟弟兩人駕駛高空氣球在空中連續飛行了52小時,打破了當時的世界紀錄。後來他又參加了去格陵蘭島的探險隊,島上巨大冰山的緩慢運動留給他的極其深刻的印象可能催化了後來他面對世界地圖迸發的聯想和興趣。他開始利用業餘時間蒐集地學資料,查找海陸漂移的證據。

考察研究

19世紀以前,人們尚未開始系統地研究地球整體的地質構造,對海洋與大陸是否變動,並沒有形成固定的認識。1910年魏格納在偶然翻閱世界地圖時,發現一個奇特現象:大西洋的兩岸--歐洲和非洲的西海岸遙對北南美洲的東海岸,輪廓非常相似,這邊大陸的凸出部分正好能和另一邊大陸的凹進部分湊合起來;如果從地圖上把這兩塊大陸剪下來,再拼在一起,就能拼湊成一個大致上吻合的整體。把南美洲跟非洲的輪廓比較一下,更可以清楚地看出這一點:大西洋南部的巴西的凸出部分,正好可以嵌入非洲西海岸幾內亞灣的凹進部分。

魏格納結合他的考察經歷,認為這絕非偶然的巧合,並形成了一個大膽的假設:推斷在距今3億年前,地球上所有的大陸和島嶼都連結在一塊,構成一個龐大的原始大陸,叫做泛大陸。泛大陸被一個更加遼闊的原始大洋所包圍。後來從大約距今兩億年時,泛大陸先後在多處出現裂縫。每一裂縫的兩側,向相反的方向移動。裂縫擴大,海水侵入,就產生了新的海洋。相反地,原始大洋則逐漸縮小。分裂開的陸塊各自漂移,形成了今天人們熟悉的陸地分布狀態。

關于演講

海陸起源

1912年1月6日,魏格納在法蘭克福地質學會上做了題為"大陸與海洋的起源"的演講,提出了大陸漂移的假說。此後,由于研究冰川學和古氣候學第二次去了格陵蘭。在隨後的第一次世界大戰中,他的研究工作中斷了,在戰場上身負重傷,養病期間他于1915年出版了《海陸的起源》一書,系統地闡述了大陸漂移說。

大陸漂移學說大陸漂移學說

大陸漂移說一提出,就在地質學界引起軒然大波。年輕一代為此理論歡呼,認為開創了地質學的新時代,但老一代均不承認這一新學說。魏格納在反對聲中繼續為他的理論蒐集證據,為此他又兩次去格陵蘭考察,發現格陵蘭島相對于歐洲大陸依然有漂移運動,他測出的漂移速度是每年約1米。1930年4月,魏格納率領一支探險隊,迎著北極的暴風雪,第4次登上格陵蘭島進行考察,在零下65℃的嚴寒下,大多數人失去了勇氣,隻有他和另外兩個追隨者繼續前進,終于勝利地到達了中部的愛斯密特基地。11月1 日,他在慶祝自己50歲的生日後冒險返回西海岸基地。1930年11月2日,魏格納在第4次考察格陵蘭時遭到暴風雪的襲擊,倒在茫茫的雪原上。在白茫茫的冰天雪地裏,他失去了蹤跡。直至第二年4月才發現他的屍體。他凍得像石頭一樣與冰河渾然一體了。

六大板塊

1968年,法國地質學家勒比雄在前人研究的基礎上提出6大板塊的主張,它們是--歐亞板塊、非洲板塊、美洲板塊、印度板塊、南極板塊和太平洋板塊。板塊學說很好地解決了魏格納生前一直沒有解決的漂移動力問題,使地質學在一個新的高度上獲得了全面的綜合。隨著板塊運動被確立為地球地質運動的基本形式,地學也進入了一個新的發展階段。大陸分久必合、合久必分,海洋時而擴張、時而封閉,已成為人們接受的地殼構造圖景。到了20世紀80年代,人們確實相信,從大陸漂移說的提出到板塊學說的確立,構成了一次名副其實的現代地學領域的偉大的革命。

社會評價

魏格納去世30年後,板塊構造學說席卷全球,人們終于承認了大陸漂移學說的正確性。由此可見:一種正確的理論在其初期階段常常被當做錯誤拋棄或是被當做與宗教對立的觀點被否定,後期階段則被當做信條來接受。但無論如何,人們至今還紀念魏格納的,不是他生前冷遇與死後熱鬧,而是他畢生尋求真理、正視事實、勇于探索和不惜獻身的科學精神。

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