欢迎
你脚下的地面感觉很坚固。永久的。不可动摇的。
但这些都不是真的。
现在，当你阅读这段文字时，你坐在其上的地面正在运动——缓慢地、不断地、以大约与你指甲生长速度相当的速度。
在数百万年的时间里，这种缓慢的移动撕裂了大陆、建造了地球上最高的山脉，并触发了摧毁城市的地震。
今天，我们将了解驱动这一切的引擎。
一个奇怪的观察
没有人相信的人
1912年，德国气象学家阿尔弗雷德·韦格纳注意到一件奇怪的事情：南美洲的东海岸和非洲的西海岸像拼图一样拼在一起。
他提议所有大陆曾经连接在一个他称之为泛大陆（希腊语意为'所有土地'）的超级大陆中，它们后来缓慢地漂移开了。
科学家们嘲笑他。他们无法想象有足够强大的力量来移动整个大陆。韦格纳在1930年死于格陵兰探险，从未看到他的想法被接受。
又过了30年——以及映射海底的新技术——世界才意识到韦格纳是对的。
地球内部是什么？
剥开地层
如果你能把地球切成两半，你会看到四个主要层次：
地壳——最外层。它很薄——比苹果皮薄得多。海洋地壳厚度只有约7公里。大陆地壳平均厚度35公里。这听起来很厚，但地球的直径是12,742公里。
地幔——在地壳下方，约2,900公里厚。它由炽热、密集的岩石组成。上地幔部分熔融，流动极其缓慢——像炉子上加热的浓蜂蜜。这个流动的层被称为软流圈。
外核——液态铁镍层，约2,200公里厚。温度极高（4,500–5,500°C），金属处于熔融状态。这流动的金属产生地球的磁场。
内核——位于最中心的铁镍固体球，半径约1,220公里。它是地球最热的部分——超过5,400°C，比太阳表面还要热。
破碎的外壳
裂开的蛋壳
地球的地壳不是一个连续的外壳。它分裂成约15个主要板块（以及许多较小的板块），像裂开的蛋壳一样拼在一起。
这些板块并不薄——它们包括地壳和地幔的最上部分，统称为岩石圈。岩石圈是刚性的，厚度70–150公里，漂浮在下方较软的、部分熔融的软流圈上。
有些板块承载大陆（大陆板块）。有些板块承载海底（洋板块）。许多板块两者都承载。
最大的板块是太平洋板块，几乎完全是洋板块。你可能正坐在北美洲板块上，它从中大西洋脊延伸到美国西海岸。
是什么使它们运动？
对流：引擎
在地幔深处，靠近地核的岩石极其炽热。热岩石密度较低，所以会上升。当它接近地表时，冷却、密度增加，然后沉回去。这创造了一个缓慢的循环流动，称为对流电流。
想象一锅水在炉子上加热：底部的水加热、上升、在表面冷却、再次沉降。地幔做同样的事情——只不过是岩石，而且速度极其缓慢。
这些对流电流像漂浮在缓慢移动的传送带上的物体一样拖动板块。
这个过程很缓慢——板块每年移动2到15厘米——但经过数百万年，它重新塑造了整个星球的表面。
三种类型的边界
板块相遇的地方
地球上最戏剧性的地质活动发生在板块相遇的地方——在它们的边界。有三种类型：
发散边界——板块分开。岩浆从地幔上升填补空隙，创造新的地壳。中大西洋脊是一个沿大西洋中部延伸的发散边界。冰岛就坐在它的顶部——你可以字面上站在北美板块和欧亚板块之间的边界上。
汇聚边界——板块相向运动。当洋板块遇到大陆板块时，密度更大的洋板块潜入下方，这个过程称为俯冲。当两个大陆板块碰撞时，都不会俯冲——它们向上皱褶形成山脉。喜马拉雅山脉就是这样形成的，印度板块与欧亚板块碰撞。
转换边界——板块彼此水平滑动。加州的圣安地列斯断层是一个转换边界，太平洋板块和北美板块在此彼此磨动。这产生频繁的地震。
不断生长的山脉
喜马拉雅山脉：慢动作碰撞
约5000万年前，一直以地质学上很快的速度向北运动的印度板块猛烈撞入欧亚板块。
两个板块都不能在彼此下方俯冲，因为两者都是大陆地壳——厚重、有浮力且太轻而无法下沉。
所以地壳皱褶、弯曲，向上推进。碰撞创造了喜马拉雅山脉，包括珠穆朗玛峰——地球上的最高点，高度8,849米。
而且碰撞还未结束。印度板块仍以约每年1厘米的速度推进亚洲，喜马拉雅山脉仍在生长。
火圈
灾难发生的地方
如果你在地图上绘制每次大地震和火山爆发，一个模式立即跳出来：它们聚集在板块边界处。
最戏剧性的例子是太平洋火环——一个环绕太平洋的马蹄形带状区域，太平洋板块在此与其他几个板块相遇。约75%的世界活火山和90%的世界地震沿着太平洋火环发生。
这不是巧合。地震发生在板块突然彼此滑动时，释放积累的压力。火山形成在岩浆找到通向地表的路径的地方——通常在俯冲带，沉降的板块熔化，熔融的岩石上升。
里氏震级测量地震的震级——释放的能量。每增加一个整数大约代表32倍更多能量。7级地震释放的能量比5级地震多约1,000倍。
为什么是边界？
连接点线
板块内部相对稳定。岩石是固体，板块作为一个单位运动，没有理由使地壳裂开或熔化。
但在边界处，板块互相磨动、拉开或碰撞。压力在这里积累，地壳断裂，岩浆找到逃逸路线。
想象一块玻璃板：中间很牢固，但边缘和角落是裂纹形成的地方。
我们如何知道？
证据无处不在
韦格纳在1912年提出大陆漂移，但他无法解释这个机制。现代证据已多次证明他是对的：
化石分布——相同的中龙（一种淡水爬行动物）化石在巴西和西非都有发现，但其他地方没有。它不可能游过大西洋。大陆必须曾经连接在一起。
匹配的岩石类型——当你把大陆推回在一起时，苏格兰的山链与美国东部的阿巴拉契亚山脉完全对齐。相同的岩石、相同的年代、相同的形成——被大洋分隔。
冰川痕迹——在非洲、印度、南美洲和澳大利亚发现的古老冰川标记都指向一个以南极洲为中心的单一冰盖——正好是那些大陆在泛大陆中的位置。
GPS测量——今天，我们可以使用GPS卫星直接测量板块运动。北美洲以每年约2.5厘米的速度远离欧洲。我们可以实时观看它发生。
未来的地球
我们往哪里去？
如果板块以当前速度继续运动，地质学家可以推断大陆在未来的位置。
约2.5亿年后，大陆预计会再次碰撞形成一个新的超级大陆。科学家们根据使用的模型给它起了不同的名字——最后泛大陆、阿美西亚或新泛大陆。
大西洋将关闭。非洲将与欧洲合并。澳大利亚将向北漂移进入东南亚。
这以前发生过。泛大陆不是第一个超级大陆——有好几个，追溯到数十亿年。分裂和重新组合的周期大约需要400–500百万年。地质学家称之为超级大陆循环。
你会记住什么？
全景图
地球不是静止的。它是一个动态的、搅动的星球——薄壳漂浮在缓慢运动的岩石海上。
一切相互联系：对流电流驱动板块运动；板块边界产生地震、火山和山脉；证据记录在化石、岩石和GPS数据中。
阿尔弗雷德·韦格纳一个世纪前看到了拼图。世界花了数十年才追上。今天，板块构造是所有科学中最强大的框架之一——它解释了从日本为什么有地震到为什么你能在山顶上找到贝壳的一切。