两极科学之谜

位梦华

两极的居民与生物

中国有个北极村，那就是黑龙江的漠河。它是中国最靠北的地方，但离北极圈还有一千多千米。从漠河往北，穿过北极圈，进入西伯利亚北部的广袤地土，才算进入了北极。

和南极不同的是，北极最冷的地方不是在北冰洋的中心地区，甚至也不在北极圈以内，而是在西伯利亚东部的奥伊米亚康，位于北纬63°16.2′。1885年2月其以零下67.7℃的正式纪录获得北半球“冷极”的称号，1964年1月又测得了零下71℃的低温。在那种情况下，鱼一钓出水面，马上就冻成冰棍儿。但是，这比南极的最低气温纪录还要高一些。1960年8月24日，在南极中心地区测得的最低气温为零下88.3℃。在那种情况下，一碗开水泼到空中，落到地上就变成冰雹。当然，地球表面也许还有更冷的地方，不过是人类没有到达或者还没有气象观测数据而已。

南极大陆是地球上最孤立的大陆，它离最近的大陆南美洲也有一千多千米。而且，整个南极大陆几乎都在南极圈以内，终年为冰雪所覆盖，古代人类赤身裸体，不可能到达那里，所以南极没有土著居民。而北极中心是大洋，周边是陆地，且与南方的陆地连在一起，所以北极有土著居民。北极的土著居民，从西伯利亚诸民族到北美洲的爱斯基摩人都是黄种人。他们是从中亚地区迁移过去的，和我们是同一个祖先。其中，最有特色的是爱斯基摩人，他们也许是世界上最强悍的民族。而居住在欧洲北极地区的拉普人，自称萨米人，虽然看上去具有白人的血统，但同样也有蒙古人种的基因。

北极和南极还有一个不同之外，那就是生物。北极的生物种类繁多。陆地上最大的动物是麝牛，其次是驯鹿、狼、狐狸和旅鼠，还有大量的植物和昆虫；海洋中最大的动物是鲸，还有海象、海豹和各种鱼类及虾类。当然，北极最著名的动物是凶猛异常的北极熊，被称作“北极之王”。北极熊本来是陆地动物，是从棕熊进化而来的。但它们的家在北冰洋的冰盖上，主要以海豹为食。有时候，北极熊也到陆地上来找东西吃。熊妈妈则要到陆地上雪厚的地方挖一个洞，在里面生儿育女。

除了北极熊以外，北极最可怕的生物是蚊子。它们个子很大，成群结队，像是轰炸机，而且不怕死，见了人就猛扑过来，轮番进攻，前仆后继，再厚的衣服也能叮进去。

南极半岛除了最北端之外，没有开花植物，只有最低等的植物苔藓和地衣。而在为巨厚的冰川所覆盖的南极中心区，连苔藓和地衣也没有，只能找到极个别的细菌。南极陆地最大的动物是种螨虫，身长只有2 ～3毫米，一年中有300多天被冻成冰棍儿睡大觉。而在周围的大洋里，则有各种各样的鲸、海豹和大量的磷虾。当然，南极最著名的动物是企鹅，被戏称为“南极居民”，看见人就会跑过来，看看你在干什么。

大陆与海洋的起源

沿北冰洋岸边散步，有两种东西到处都是，一是大大小小的鹅卵石延绵无穷；二是各种各样的白色漂木比比皆是。这些东西是从哪里来的呢？

石头来自深山，这是毫无疑问的，经过长途冲刷和搬运，才成了现在这种样子。然而，北极不长树木，怎么会有木头呢？唯一的解释就是从遥远的南方漂流过来的。在过去，爱斯基摩人就是靠这些木头来取暖做饭，构筑房屋的。现在，已经有了电和煤气，没有人再去拣这些木头。它们只能静静地躺卧在岸边，有的是整棵的树干，有的是破木断枝，都已经浸泡得变成白色，随时都在提醒着人们，大海和陆地有着密切的联系。

然而，无论是卵石还是漂木，它们之所以来到北极，则完全是水的功劳。那么，这浩瀚的大海，汪洋的水体又是从哪里来的呢？据地质学家说，地球上的水可能是从石头里释放出来的。

原来，地球上有大量其成分中含有水的岩石，如含水的硅酸盐类，是在地球冷却的过程中逐渐形成的。后来，可能是在地球形成最初十亿年的后期，含在岩石里的水便以液态形式渐渐释放了出来。水往低处流，并在地球表面低凹的地方积聚起来，越积越多，浩瀚无边，形成了今天所看到的覆盖地球表面3/4的巨大水体。

那么，地球上怎么会有陆地和海洋之分呢？这是因为，地球在形成初期，由于重力分异作用，重的成分下沉而轻的成分上浮。所以，有些硅酸盐性浅色的物质就浮上表面，形成一层外壳，最典型的就是花岗岸。但是，这层外壳的厚度并不是均匀的，有些地区的地壳厚，因而突出出来，这就是最初的陆地。而在另外一些地方，由于地球内部的物质仍需要不断地外溢，所以一些硅镁性深色的物质，通过一些长长的裂缝，从地幔中不断涌出，并向两侧推展，形成了一些洼地，这就是最初的海洋。最典型的就是玄武岸，这是构成海洋地壳的最基本的岩石。当从岩石中分离出来的水，渐渐充满这些洼地的时候，地球上的陆地和海洋就最后形成了。这一过程大约用了十亿年。

原来，研究地球的科学家认为，地球上的陆地和海洋都是固定不变的，从它们形成的时候起，一直停留在原地，就是现在这个样子，这叫做“固定论”。后来，科学家们终于认识到，事实并非如此，结果就导致了地球观的一场革命。有一个人在这场革命中起到了至关重要的作用，他就是魏格纳。

魏格纳与大陆漂移

科学并不神秘。在我们司空见惯的现象中，往往就包含着极其深刻的科学道理。一些偶然的发现，常常就会揭示出某种普遍的规律。在中世纪的地理大发现之后，人们终于可以把各大陸的轮廓比较准确地绘到地图上，于是便看到了一个极其有趣的事实，即大西洋两岸的陆地，凹凸对应，大小一致，就像是一张报纸，被撕成两半似的。然而，虽然许多人都注意到了这一现象，却并没有把它当回事。

早在1620年，就有人提出，根据大陆的形状来看，南北美洲有可能和非洲及欧洲大陆曾经连接在一起。因为没有实际资料作依据，所以不了了之。到了19世纪末期，由于地质资料愈来愈丰富，有人又重新提出了这一猜想。因为南半球各大陆上的岩石非常一致，地层非常接近，将它们拼凑到一起即可构成一块单一的大陆，称之为冈瓦纳古陆。但这一猜想因资料有限，证据不足，并没有引起足够的重视。

进入20世纪以后，地球科学的积累已经达到了从量变到质变的程度，人们的观念正面临着一场新的变革，魏格纳应运而生，再一次举起了大陆漂移这面旗帜。

魏格纳，1880年11月1日出生在德国。长大之后成了一名气象学家，但却对地质和地球物理学有着浓厚的兴趣。1912年，在一次演讲中，他正式提出了大陆漂移的假说。他认为，既然地球的物质在重力，即磁力的作用下能够发生垂直流动，那么在水平力的作用下，它同样应该能够沿水平方向移动。但是，要使如此巨大的大陆块体沿水平方向漂移，没有一种相当巨大的能源作动力是绝对不可能的。而在魏格纳的时代，由于条件所限制，这种力量是无论如何也想象不出来的。

为了支持自己的观点，魏格纳收集了大量的证据，如大西洋两岸多得惊人的化石、岩层和地质构造的相似性及亲缘关系。1915年，魏格纳发表了他的名著《大陆与海洋的起源》，在地质界引起了轩然大波，争论长达半个世纪。直到20世纪50年代初期，海洋地质学家在研究洋底地形的时候发现，在所有大洋的中部，都有一条连绵不断的海底山脉，长达数万千米。人们把这些海底山脉叫做大洋中脊。测定了大洋中脊大量岩石标本的绝对年龄以后，结果发现，所有的大洋中脊都很年轻，都是在大约1.35亿年以前开始的白垩纪之后形成的。后来，人们发现了一个更加奇怪的现象，即从中脊往外，岩石的年代越来越老，而岩石的磁性则成明显的条带状分布，而且是对称的，于是提出了海底扩张的假说。而海底扩张，正是大陆漂移的原动力。由此产生了板块运动的概念。

海底扩张和板块运动，给了大陆漂移的观点以强有力的支持。魏格纳的学说终于取得了决定性的胜利。