歡迎
你腳下的地面感起來很堅固。是永久的。不可動搖的。
其實都不是。
現在，當你讀這句話時，你坐著的地面正在移動 — 緩慢但不懈地，以你指甲生長的速度。
在數百萬年中，這種緩慢的移動撕裂了大陸、建造了地球上最高的山脈，並引發了摧毀城市的地震。
今天，我們將了解驅動所有這一切的引擎。
一個奇怪的觀察
沒人相信的人
1912年，一位名叫阿爾弗雷德·韋格納的德國氣象學家注意到一件奇怪的事情：南美洲的東海岸和非洲的西海岸像拼圖一樣嵌合在一起。
他提議所有大陸曾經連接在一起，形成了一個他稱為盤古大陸（希臘語意為『所有陸地』）的超級大陸，它們後來慢慢分裂開來。
科學家們嘲笑他。他們無法想像有一種力量足以移動整個大陸。韋格納於1930年在格陵蘭的一次探險中去世，沒有看到他的想法被接受。
又過了30年 — 並且有了能製作海底地圖的新技術 — 世界才意識到韋格納是對的。
地球內部是什麼？
剝開層層
如果你能把地球切成兩半，你會看到四個主要的層次：
地殼 — 最外層。它很薄 — 比例上比蘋果皮還薄。洋殼只有約7公里厚。大陸地殼平均約35公里。聽起來很多，但地球直徑有12,742公里。
地函 — 在地殼下方，約2,900公里厚。它由熱的、密度大的岩石組成。上地函部分熔融，流動非常緩慢 — 像在爐子上加熱的濃稠蜂蜜。這個流動的層被稱為軟流圈。
外核 — 液態鐵和鎳的層，約2,200公里厚。它非常熱（4,500–5,500°C），使金屬熔融。這個流動的金屬產生地球的磁場。
內核 — 地球中心的固態鐵和鎳球，半徑約1,220公里。它是地球最熱的部分 — 超過5,400°C，比太陽表面還熱。
破裂的外殼
一個裂開的蛋殼
地球的地殼不是一個連續的殼。它被分裂成大約15個主要板塊（和許多較小的板塊），像裂開的蛋殼一樣嵌合在一起。
這些板塊並不薄 — 它們包括地殼和地函的最上層，一起稱為岩石圈。岩石圈是剛性的，厚度為70–150公里，它漂浮在下面更軟的、部分熔融的軟流圈上。
某些板塊承載大陸（大陸板塊）。某些板塊承載海底（洋板塊）。許多板塊同時承載兩者。
最大的板塊是太平洋板塊，它幾乎完全是洋板塊。你可能坐在北美板塊上，它從中大西洋脊一直延伸到美國西海岸。
是什麼使它們移動？
對流：引擎
在地函深處，靠近地核的岩石極其炎熱。熱岩石密度較低，所以它上升。當它接近表面時，它冷卻、變得更密集，然後沉回下去。這創造了一個緩慢的、圓形的流動，稱為對流。
想象一鍋在爐子上加熱的水：底部的水加熱上升，在表面冷卻，然後再次下沉。地函做同樣的事情 — 除了是用岩石，並且速度慢得難以想像。
這些對流將板塊拖動，就像漂浮在緩慢移動的傳送帶上的物體一樣。
這個過程很慢 — 板塊每年移動2到15厘米 — 但在數百萬年的時間裡，它重塑了整個星球的表面。
三種邊界類型
板塊相遇的地方
地球上最劇烈的地質活動發生在板塊相遇的地方 — 在它們的邊界。有三種類型：
擴張邊界 — 板塊分開。岩漿從地函上升以填補間隙，創造新地殼。中大西洋脊是一條沿大西洋中部延伸的擴張邊界。冰島就坐在它上面 — 你可以字面上站在北美板塊和歐亞板塊的邊界上。
聚合邊界 — 板塊相互靠近。當洋板塊遇到大陸板塊時，密度更大的洋板塊潛入下方，這個過程稱為隱沒。當兩個大陸板塊碰撞時，都不隱沒 — 它們向上褶皺形成山脈。喜馬拉雅山就是這樣形成的，印度板塊衝撞歐亞板塊。
轉換邊界 — 板塊彼此水平滑動。加州的聖安地列斯斷層是一個轉換邊界，太平洋板塊和北美板塊在這裡彼此磨擦。這會產生頻繁的地震。
不斷成長的山脈
喜馬拉雅山：緩慢進行的碰撞
大約5000萬年前，一直以地質上快速的速度向北移動的印度板塊衝撞到歐亞板塊。
兩個板塊都無法相互隱沒，因為兩者都是大陸地殼 — 厚的、浮力強的、太輕無法沉降。
所以地殼褶皺、彎曲，被向上推進。這次碰撞創造了喜馬拉雅山，包括珠穆朗瑪峰 — 地球最高點，高度8,849米。
而且碰撞還沒結束。印度板塊仍在以大約每年1厘米的速度推進亞洲，喜馬拉雅山仍在成長。
火之環
災難襲擊的地方
如果你在地圖上標出每一次主要的地震和火山噴發，一個模式立即跳出來：它們沿著板塊邊界集中。
最戲劇化的例子是火之環 — 一個圍繞太平洋的馬蹄形帶，太平洋板塊與其他幾個板塊相遇。大約全球75%的活躍火山和90%的世界地震沿著火之環發生。
這不是巧合。地震發生在板塊突然彼此滑動時，釋放積累的應力。火山形成在岩漿找到通往表面的路徑的地方 — 通常在隱沒帶，沉降的板塊在那裡熔化，熔融的岩石上升。
里克特量表測量地震的震級 — 釋放的能量。每一個整數的增加代表大約32倍的能量。一個7級地震釋放的能量大約是5級地震的1,000倍。
為什麼是邊界？
連接點點
板塊的內部相對穩定。岩石是固態的，板塊作為一個單元移動，地殼沒有理由裂開或熔化。
但在邊界處，板塊在磨擦、分開或碰撞。這是應力積累、地殼破裂、岩漿找到逃脫路線的地方。
把它想象成一塊玻璃面板：中間很堅固，但邊緣和角落是裂紋形成的地方。
我們如何知道？
證據到處都是
韋格納在1912年提出大陸漂移說，但他無法解釋其機制。現代證據已經多次證明他是對的：
化石分佈 — 相同的中龍（一種淡水爬行動物）化石在巴西和西非都有發現，但在其他任何地方都沒有。它不可能游過大西洋。大陸必須曾經連接。
匹配的岩石類型 — 蘇格蘭的山脈在你把大陸推回一起時與美國東部的阿帕拉契亞山脈完美對齐。相同的岩石、相同的年代、相同的形成 — 被大海分隔開。
冰河刻痕 — 在非洲、印度、南美洲和澳大利亞發現的古老冰河痕跡都指向以南極為中心的一個冰蓋 — 正好是這些大陸在盤古大陸中的位置。
GPS測量 — 今天，我們可以使用GPS衛星直接測量板塊的移動。北美洲以大約每年2.5厘米的速度遠離歐洲。我們可以實時觀看它發生。
未來的地球
我們向何處前進？
如果板塊以目前的速率繼續移動，地質學家可以推測大陸未來的位置。
在大約2.5億年後，各大陸預計將再次碰撞形成一個新的超級大陸。科學家給它起了各種名稱 — 終極盤古、阿瑪西亞或新盤古 — 取決於他們使用的模型。
大西洋將關閉。非洲將與歐洲合併。澳大利亞將向北漂移進入東南亞。
這以前發生過。盤古大陸不是第一個超級大陸 — 已經有好幾個，追溯到數十億年前。分裂和重新組合的週期大約需要400–500百萬年。地質學家稱之為超級大陸循環。
你會記得什麼？
大圖景
地球不是靜止的。它是一個動態、翻騰的星球 — 一個薄地殼漂浮在緩慢移動的岩石海洋上。
一切都相聯繫：對流驅動板塊運動；板塊邊界產生地震、火山和山脈；證據寫在化石、岩石和GPS數據中。
一個世紀前，阿爾弗雷德·韋格納看到了拼圖碎片。世界花了幾十年才跟上。今天，板塊構造是科學中最強大的框架之一 — 它解釋了從為什麼日本有地震到為什麼你能在山頂上找到貝殼的一切。