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第12章 沧海桑田说地貌

进入元古代,虽然前期形成的古陆核仍继续存在,但面积还很小,而且彼此之间呈分离状态,像海洋中孤立的岛屿。构成“岛屿”的古陆核虽然开始处于稳定的地壳环境中,但构成“海洋”的其他地壳却仍是活动性很强,只是比太古代时有些减弱。到了距今20亿年前后,出现了一次遍及全球的造山运动,比较大面积的稳定区出现了,地壳上强烈的火山运动也暂告一段落。在中元古和晚元古代时期,由于地幔的热力运动使它产生顶托与拉张作用。大陆地壳不断增厚,地壳运动以板块方式进行,发生分裂、漂移、并接等现象。太古代的陆核经过早元古代的造山运动使之扩大,有些还相互连接起来。

在距今14亿~8亿年前这段时间里,世界各地在不同时段内,发生过一些规模不同的地壳运动,随后趋向稳定。至此,自地球形成以来的强烈地壳运动终于告一段落。

地质年代

地球46亿年历史可分为3大阶段。①天文时期:46亿~35亿年,根据行星地质学推论,地球上基本未保留这一时期的地质体。②隐生宙时期:35亿~6亿年,这一时期地质体在部分地区有保留,已有原始生命出现。③显生宙时期:6亿年至今,此期地质体遍布全球,研究较深入。

地球从形成、演化发展46亿年来,留下了一部内容丰富的大自然的巨大史册,这就是各时代的地层。地质年代的划分是研究地球演化、了解各处地层所经历的时间和变化的前提。1881年,国际地质学会正式通过了至今通用的地层划分表,以后又不断进行修订、完善,形成了一张系统完整的地质年代表。

植物时代海生藻类时代

地质学家常用放射性同位素测定法和古生物学2种方法来划分不同地质年代的地层。①用放射性同位素测定的地层或岩石的年代,是地层或岩石的真实年龄,称为绝对地质年代;②用古生物学方法测定的年代,只反映地层的早晚顺序和先后阶段,不说明具体时间,称为相对地质年代。把两种方法结合起来,就能更准确地反映地壳的演变历史。

地质学家把地层分为6个阶段:远太古代、太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。其中远太古代、太古代和元古代为地球的发展初期阶段,距今时间最远,经历时间也最长,当时的生物仅处于发生和孕育时期。进入古生代时,海洋里的生物已经相当多了,无论是植物还是动物都开始由低级向高级阶段进化。到了中生代和新生代,像恐龙、始祖鸟、鱼龙、古象等大型动物相继出现,地球生物界出现了空前的繁荣。

为了深入揭示各地质年代中地层和生物界的特征,地质学家又在“代”的下面划分出许多次一级的地质时代。如古生代自老到新可分为6个纪:寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。中生代分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪。新生代分为第三纪和第四纪。这些“纪”的名称听起来很古怪,但都各有各的来历。例如,在英国的威尔士地区,古时候曾居住过两个名叫“奥陶”和“志留”的民族,于是地质学家便把在这儿发现的两套标准地层称为“奥陶纪”和“志留纪”地层。又如,在德国和瑞士交界处的侏罗山里发现了另一种标准地层,就取名为“侏罗纪”地层。而“石炭纪”和“白垩纪”,则表明地层中含有丰富的煤层和白垩土,等等。

三次大冰期

大冰期是指在地球历史中发生的全球范围的气温剧烈下降、冰川大面积覆盖大陆,地球处于非常寒冷的时期。

在地球的历史上,曾发生过距今较近的3次大冰期,即震旦纪大冰期、石炭—二叠纪大冰期和第四纪大冰期。

震旦纪大冰期约出现在距今7亿~9.5亿年以前,当时地球上的许多地方都覆盖着厚厚的冰层,最厚的冰层达几百米甚至上千米。从西伯利亚到我国北方和长江中下游,从西北欧到非洲,从北美到澳大利亚南部,几乎到处都是白茫茫的雪原和林立的冰山。

石炭—二叠纪大冰期约出现在距今2亿多年以前。这次大冰期主要影响南半球的澳大利亚、南美洲和非洲等地。现在的南美和非洲的一些地方,还可看到当年冰川活动留下的痕迹。

第四纪大冰期是距今最近的一次大冰期,约出现在200万年前。这次冰期的情况比较复杂,除了冰期持续时间长外,在大冰期中还出现了温度相对较高的温暖期,称为间冰期。据地质学家研究,在整个第四纪中曾出现过4次寒冷的冰河期和3次温暖的间冰期。在寒冷的冰河期中,即使在赤道非洲的许多高山上,都有规模很大的冰川活动。当时我国的长江流域和西南地区山地也有冰川活动。当冰河期结束后,间冰期开始了,这时整个地球气温回升,冰雪慢慢消融,巨大的冰川逐渐向北撤退,中低纬度的植物重新泛起新绿,树林中的各种动物也开始活跃起来了。

冰川冰川是冰河期的产物。冰川有2种形式:①大陆冰川,②山岳冰川。我们现代所能看到的大陆冰川有南极冰川和格陵兰冰川,而我们能看到的山岳冰川却很少。现在,地球中高纬度的高山地区仍发育着第四纪冰川。冰川以它巨大的能量塑造了独特的冰川地貌景观。山岳冰川地貌有角峰、刃脊、冰斗等类型。

在中国庐山东面9千米远的一个小山坡上,有一块圆滚滚的大石头耸立在路边,人们都把它称作“猪婆石”。为什么会有这样一块和当地的岩石性质完全不一样的大石头在这里出现呢?

庐山我国著名的地质学家李四光来到这里,仔细观察了以后,认为这是古代的冰川带来的。他在附近的鄱阳湖边一个名叫鞋山的小岛上,也发现了许多同样的由冰川带来的漂砾,察觉它们多半都是来自庐山山顶的一种特殊的砂岩。由于距离庐山很远,不可能是顺着山坡滚落下来的,又没有河道相通,也不像是洪水冲来的。其中有的周身还有许多刻画得很深、互相纵横交错的刻痕,每一条擦痕都是一头比较深,像是铁钉的钉头,另一头又尖又浅,像是老鼠的尾巴,李四光在分析后认为这是夹藏在冰川里的许多锋锐的石块互相刻画以后所留下的特殊痕迹,这些大石头只能是古代的冰川从庐山顶上搬运来的。

李四光还在山上发现了一些古代积聚冰雪的洼地——冰斗,它和经过古代冰川的强烈磨蚀作用而变得开阔了的形如U字的谷地——U谷。U谷两侧的崖壁和鄱阳湖边的许多光溜溜的石面上都有冰川刻画的擦痕,U谷内和山外平原上还有许多冰川堆积的夹杂着黏土的砾石等。所有的这一切,都肯定了这儿曾经有过古冰川活动。

我国西部山区的现代冰川的雪线有5000米高,而庐山只有1543米。这儿是一个美丽的风景区,山上长满了挺拔的黄山松,半山上还有许多亚热带林木。远远望去,一片葱葱茏茏,这一切看上去都很难理解当初怎么会有冰川发生呢?

原来,在第四纪期间,整个世界上的气候曾经有过十分剧烈的变化,先后有四五次特别寒冷的阶段。当时,不仅两极高纬地区的冰盖扩大,高山上的雪线逐渐降低,就是在中纬地区的一些不太高的山地上,有的也有冰川发生。我国第四纪地质工作者曾作过研究,在长江下游的温度比西部地区的同样高的山上寒冷一些,冬季降水量多一些,这样便很容易积聚冰雪。所以在第四纪冰期时,雪线可以下降得比西部更低,就在庐山便生成了古冰川。根据不同的风化程度的冰川泥砾和别的证据,李四光在庐山划分出鄱阳、大姑和庐山3个冰期。

当时,有的外国学者认为我国东部地区没有第四纪古冰川发生,李四光在庐山和别的一些地方发现了确凿不移的古冰川遗迹。因此,对研究第四纪以来的地质历史做出了重大的贡献。

地壳变迁的原因

整个地球的历史,可以说是地壳运动的演变史。造山运动是地壳运动的主要表现之一。“世界屋脊”喜马拉雅山脉,连同世界第一高峰——珠穆朗玛峰(海拔8848.13米),曾经就是汪洋大海。为什么大海会珠穆朗玛峰变成高山?科学家已经为我们找到了比较满意的答案。

1960年5月,中国登山队第一次从北坡登上了珠穆朗玛峰,并在珠峰的沉积层中发现了大批古生物化石,其中有代表海洋环境下生长的菊石类、鱼龙等化石。这些化石是1亿年前的中生代形成的。1975年,中国登山队再次在顶峰附近的岩层中发现了四五亿年前的古生代奥陶纪的海生动物化石,如三叶虫、海百合、腕足类等。这就清楚地证明:喜马拉雅山地区在很早很早以前是一片汪洋。

是什么力量使茫茫古海会变成巍峨高山?科学家提出一种假设,认为地球上的岩石层并不是一个大整块,而是分成好些大块,地质学家称它为“板块”。这些板块就像悬浮在地幔软流层上的“木筏”,是会漂移的。按照这种学说,亚洲大陆是一个大板块,南亚次大陆又是另一个大板块。在离现在大约3000万年以前,由于南面印度洋下面软流层的活动,引起了洋底扩张,使南亚次大陆板块逐渐向北移动,最后与亚洲大陆板块相撞。恰恰在这两大板块之间的喜马拉雅古海受到两面夹击,猛然被挤,就这样被抬升起来,沧海变成了高山。在地质历史上,地壳的这次异常强烈的造山运动,就叫喜马拉雅运动。有趣的是,雄伟挺拔的喜马拉雅山至今仍在缓缓上升呢!

地壳的这种巨大海陆变迁,不仅仅局限于喜马拉雅山一带,在欧洲的阿尔卑斯山地区以及许多其他地方,都可找到这种历史巨变的痕迹。例如,发生在中生代的2次大的地壳运动——印支运动和燕山运动,就对我国大陆和亚洲东部地壳发生巨大影响。在两次地壳运动后,我国四川、云南以东原来被汪洋大海所淹没的地区,全部从海底隆起成为大陆,从此结束了我国南海北陆的局面,使南北陆地连成一片。强烈的燕山运动使我国的昆仑山、天山、祁连山、大兴安岭及太行山等山脉相继崛起;辽阔的华北平原、松辽平原、江汉平原等也相继形成了。

地壳运动除大型造山运动外,还有地震、火山爆发等,它们都是地壳运动的表现形式。

燕山运动

燕山运动,侏罗纪和白垩纪期间中国广泛发生的地壳运动。从一亿三四千万年前开始,到7000万年前左右,在我国许多地区,地壳因为受到强有力的挤压,褶皱隆起,成为绵亘的山脉,北京附近的燕山,是典型的代表。科学家把出现在这个时期的强烈的地壳运动,总的叫做燕山运动。

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