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[科普中国]-收缩说

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收缩说(theory of contraction)是指地球由于不断变冷而收缩的大地构造假说。20世纪30年代以后,由于地球膨胀说、尤其是海底扩张说的提出和证实,收缩说走向衰落。

简介收缩说是一种认为地球由于不断变冷而收缩的大地构造假说。为了解释岩石褶皱和逆冲现象,E.de博蒙于1829年提出了地球收缩的假说。随后,物理学家、地球物理学先驱L.开尔文提出了地球冷凝的物理模式。19世纪下半叶以来,J.D.丹纳认为地槽是在地球收缩而形成的拗陷基础上演化的解释,E.修斯对全球刚性地块和柔性地带构造变动的解释的成功,尤其是欧美各地推覆构造的发现,使收缩说思潮大为高涨,与地槽地台学说一并成为19世纪末到20世纪中叶的主要大地构造学说。20世纪30年代以后,由于地球膨胀说、尤其是海底扩张说的提出和证实,收缩说走向衰落。1

主要内容收缩说认为,地球由于放热变冷而导致不断收缩。在这个模式中,几百公里以下的地球内部仍然接近于初始的温度。而最外部的圈层,包括现今所指的岩石圈和上地幔,已经变得相对较冷。这样,在最外部圈层之下的部分由于迅速变冷收缩,而向地球内部分离。分离所留下的空间由最外部圈层在重力作用下向内收缩来充填,这一收缩充填作用使地球最外部的圈层处在一种横向挤压的状态中。收缩说首次提出了具有明确物理基础的全球性动力地质原因,较之以前各学派对地壳运动认识上的一个明显进步,在于它揭示了地壳水平运动的存在。但是,收缩说从提出开始就遇到难以克服的困难,主要是无法证实地球表面的构造确实是由收缩造成的,它对广泛分布的由正断层表现的张性区域也无法解释。20世纪20年代中期,放射性射线发现后,人们认识到,地壳中同位素衰变放热可能导致地球(或地壳)热胀。冰期和间冰期的发现和证实,表明地球表面可变冷也可变热。1

理论争议收缩说是一种比较早的关于阐述地壳和褶皱山脉形成的假说。大约在16世纪,就有人提出地球表面所以有褶皱了的山脉,就象苹果干了表皮起皱是同样道理。1829年,艾利·德·鲍蒙提出收缩说。后来杰弗里斯对此说加以表述。18世纪康德—拉普拉斯的星云说问世后,许多地质学家接受这一观点,并把它应用到解释地球的许多问题。当时认为地球最初是一团灼热的气体,后来因散热从外向内逐渐冷缩而变成熔融状态。再进一步冷却后,在地球外表便形成一层坚硬的固体外壳,这就是地壳。但在地壳下的熔融物质继续冷却收缩,于是地壳和以下的熔融体之间出现了空隙。地壳因重力作用下陷,地壳必然受到强大的水平挤压力,因而使地壳发生褶皱,形成山脉。内部的熔融物体也顺着地壳下陷或褶皱产生的裂缝和断烈带,侵入地壳或喷出地表,这就是岩浆活动和火山活动。这个学说曾一度得到许多人的支持,并根据此说论证地槽的成因,或用侧向挤压及模拟试验说明山脉的发生和发展,故收缩说对大地构造学的发展曾起了推动作用。但是它不能解释地壳运动的时空规律,例如地球上的山脉为什么具有定向性而不是杂乱无章的?构造运动为什么具有周期性,而且有时候强有时候弱?强烈的地壳运动为什么具有区域性?地壳为什么存在大规模的升降运动?为什么存在世界范围的拉张性的大裂谷?等等,收缩说都不能作出圆满的解释。此外,地球内部放射性热源发现以后,可以起着和收缩相反的作用,即地球内部不是由热变冷,而是由冷变热,对收缩说提出了严重的挑战。1

本词条内容贡献者为:

郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学