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Estudia principalmente termodinámica atmosférica y paleometeorología. En 1912 propuso la hipótesis del movimiento de la corteza terrestre y la distribución de océanos y continentes: la "teoría de la deriva continental". Basándose en datos muy similares a ambos lados del Atlántico, especialmente en las costas de África y América del Sur, creía que la capa de Si-Al de la corteza terrestre flotaba sobre la capa de Si-Mg y suponía que los continentes del mundo eran una Conjunto unificado antes del Período Carbonífero de la Era Paleozoica (Pancontinente), rodeado por un vasto océano. Posteriormente, especialmente al final de la Era Mesozoica, Pangea se rompió en varios pedazos bajo la acción de la fuerza de marea de los cuerpos celestes y la fuerza centrífuga generada por la rotación de la tierra. Se separaron y derivaron sobre la capa de silicio-magnesio, gradualmente. formando la distribución de continentes y océanos en el mundo actual. Sin embargo, esta hipótesis no puede explicar algunas cuestiones importantes, como la dinámica del movimiento continental, los terremotos profundos, las estructuras orogénicas, etc. [2]
Teoría de la deriva continental
Evidencia principal: la existencia de Pangea y la desintegración del continente.
Las pruebas de la deriva incluyen principalmente:
Las costas a ambos lados del Atlántico se corresponden entre sí.
En particular, la proyección ortogonal del extremo oriental de Brasil es consistente con la depresión ortogonal del Golfo de Guinea frente a la costa occidental de África.
② Ecos estructurales a ambos lados del Atlántico
América es similar a África y Europa en términos de estratos, rocas y estructuras. Por ejemplo, el sistema montañoso plegado de Terranova en América del Norte corresponde al sistema montañoso plegado de Escandinavia en el noroeste de Europa. Ambos pertenecen al cinturón orogénico del Paleozoico temprano, las direcciones estructurales, las secuencias de rocas y los fósiles contenidos en el extremo sur de África y el sur. Argentina en Sudamérica se encontraban a finales del Paleozoico.
③Continentes adyacentes
Especialmente los grupos paleontológicos de ambos lados del Atlántico están relacionados. Por ejemplo, los estratos Carbonífero-Pérmico de Brasil y Sudáfrica contienen fósiles de Mesosaurus, un reptil que vivía en agua dulce o salobre pero que hasta ahora no se ha encontrado en ningún otro lugar del mundo. Por poner otro ejemplo, los helechos fósiles que crecen principalmente en climas fríos están ampliamente distribuidos en el sistema Carbonífero-Pérmico de África, América del Sur, India, Australia, la Antártida y otros continentes. Pero estos continentes están ubicados en diferentes zonas climáticas.
④Carbonífero-Pérmico
La glaciación se produjo ampliamente en América del Sur, África central y meridional, India y Australia. Con excepción de América del Sur y la Antártida, todas estas regiones se encuentran en zonas tropicales o templadas. Al mismo tiempo, en vastas zonas del hemisferio norte, excepto en la India, no se han encontrado restos exactos de glaciares del Paleozoico tardío. En cambio, se han encontrado muchos fósiles de organismos de clima cálido. Esto muestra que los continentes con glaciares antiguos estaban conectados entre sí en ese momento y se convirtieron en un continente unificado.
⑤El desarrollo de la ciencia moderna
Proporciona evidencia más directa de la deriva continental: datos geodésicos precisos confirman que los continentes todavía se mueven lenta y continuamente horizontalmente; los datos paleomagnéticos muestran que muchos continentes La posición; de un bloque no representa su posición original, sino que ha sufrido una migración más o menos larga.
La teoría de la deriva continental es una teoría activa que desafía la teoría fija, sienta las bases para el establecimiento y desarrollo de la tectónica de placas y desempeña un papel muy importante en la promoción del desarrollo de las ciencias de la Tierra. Sin embargo, el mecanismo de la deriva continental sigue sin estar claro.
La formación de la teoría de la deriva continental
Historia del desarrollo
La teoría de la deriva continental fue un artículo escrito por Alfred Wegener (1880-1930) en 1912 Fue propuesto en importantes artículos académicos y desarrollado y perfeccionado en una monografía publicada unos años más tarde (1915). Casi de inmediato se comprendió que esta hipótesis era potencialmente revolucionaria, ya que requería una revisión de todos los fundamentos de la geografía. En las décadas de 1920 y 1930, los geógrafos discutieron extensamente el concepto de movimiento continental y, como resultado, las objeciones fueron casi unánimes.
Así, la teoría de Wegener sobre la deriva de la Tierra estuvo en lo que yo llamo una revolución teórica durante mucho tiempo, hasta mediados de la década de 1950, cuando se fueron descubriendo nuevas pruebas que se volvían cada vez más favorables a la hipótesis de que los continentes podrían moverse. Pero no fue hasta la década de 1960 que se produjo una verdadera revolución en las ciencias de la Tierra.
Análisis histórico
El análisis histórico muestra que la revolución de las ciencias de la Tierra puso fin a una revolución teórica de medio siglo de duración sólo porque la gente aceptó a regañadientes un conjunto de teorías que antes habían permanecido inactivas o abandonado ideas o teorías. Esta revolución científica estuvo acompañada por la aparición de nuevos medios de estudio de la Tierra y nuevas tecnologías para difundir el conocimiento. Muchos científicos de la Tierra no sólo piensan de manera poco convencional, sino que también muchos físicos se dedican a la investigación de las ciencias de la Tierra y hacen descubrimientos importantes. Por lo tanto, la revolución definitiva en las ciencias de la Tierra no fue simplemente una simple resurrección de la teoría de la deriva continental, largamente resistida, un cambio fundamental en las ideas tradicionales, sino la creación de una nueva teoría de la tectónica de placas para describir la deriva continental. En cierto sentido, la teoría original de Wegener no condujo a una revolución científica, pero la revolución científica final sí encarnó la idea central del movimiento continental en la teoría de Wegener y la división de la superficie terrestre en dos tipos de áreas (terrestre y del fondo marino). concepto.
Características principales
Una de las características más destacadas de esta revolución es que los geógrafos involucrados en investigaciones disciplinarias generalmente se dan cuenta de que están experimentando una revolución en las ciencias de la tierra. Muchos científicos han escrito artículos o monografías que enfatizan la naturaleza revolucionaria de los cambios en la forma en que pensamos sobre los continentes y la Tierra. Sus libros tienen títulos atractivos, como Revolutions in the Earth Sciences: From Continental Drift to Plate Tectonics (Haram 1973) o Revolutions. en Ciencias de la Tierra "Era de la Severidad" (Glen 1982). El énfasis en el carácter revolucionario es característico no sólo de artículos y libros históricos o críticos posteriores, sino también de artículos académicos de la era de las revoluciones en las ciencias de la tierra. Por ejemplo, el título de un artículo académico innovador (Opdycke 1966) en la revista Science es "Estudios paleomagnéticos de núcleos de aguas profundas del Mar de China Meridional" y el subtítulo es "Un método revolucionario para determinar el momento de los acontecimientos en la historia de la Tierra". ". En 1970, al discutir "Un nuevo error", J.T. Wilson afirmó que el descubrimiento de la inversión geomagnética constituía una "revolución" en las ciencias de la tierra. En el informe final (1972) del Proyecto del Manto Superior (U.M.P.), "el concepto unificado de tectónica de placas propuesto por la U.M.P. durante su implementación" fue descrito como una "revolución" en las ciencias de la Tierra (Sullivan 1974, 343).
Examen detallado
Wegener es mejor conocido por su defensa de la teoría de la deriva continental. En su inmortal obra "La formación de continentes y océanos", intentó restablecer la relación entre geofísica, geografía, meteorología y geología que habían estado separadas por el desarrollo profesional de cada disciplina, y utilizó un método integral para demostrar la deriva continental. La investigación de Wegener demostró que la ciencia es una actividad humana refinada y no una recopilación mecánica de información objetiva. Cuando la gente está acostumbrada a utilizar teorías populares para explicar los hechos, sólo unas pocas personas destacadas tienen el coraje de romper el viejo marco y proponer nuevas teorías. Sin embargo, debido a las limitaciones del nivel de desarrollo científico en ese momento, los estudiosos ortodoxos criticaron la deriva continental por carecer de un mecanismo dinámico razonable. La teoría de Wegener se ha convertido en una idea que trasciende su tiempo.
Ya en 1620, el filósofo y político británico Francis Bacon observó en un mapa que la costa este de América del Sur y la costa oeste de África podían estar perfectamente conectadas. Aunque Bacon gritó el famoso dicho "el conocimiento es poder", no era un verdadero científico. Simplemente expresó sus pensamientos sobre los dos continentes y no trató de encontrar evidencia de que las dos partes hubieran estado alguna vez en contacto. Es comprensible que nadie antes de Bacon hubiera pensado en esto, porque Colón descubrió América en 1492 y los mapas de la época estaban plagados de errores. Sólo en la época de Bacon se trazaron mapas decentes de las costas a ambos lados del Atlántico. Pero en los casi 300 años posteriores a Bacon, ningún científico había pensado seriamente en por qué la tierra a ambos lados del océano podía estar situada en perfecta armonía. Es posible que muchas personas hayan tenido dudas en sus mentes, pero no actuaron en consecuencia. Al final, la historia otorgó el honor a un alemán.
Un día de 1910, el joven meteorólogo alemán Wegener se encontraba delicado de salud y yacía en una cama de hospital.
Por aburrimiento, sus ojos se posaron en el mapa mundial en la pared. Le sorprendió descubrir que los contornos de las dos orillas del Atlántico se correspondían tan bien, especialmente el abultamiento en ángulo recto en el extremo oriental de Brasil, que coincidía bien con el golfo de Guinea, que se adentraba en el continente por el oeste. costa de África. De aquí hacia el sur, cada saliente de la costa de Brasil corresponde a una bahía de la misma forma en la costa occidental de África, a la inversa, cada bahía de la costa de Brasil tiene un saliente correspondiente en la costa occidental de África; ¿Es esto una coincidencia? El joven científico de repente tuvo esta idea en mente: ¿El continente africano y el continente sudamericano alguna vez estuvieron juntos? Es decir, antes no había un Océano Atlántico entre ellos. Fue porque el continente original fue dividido y arrastrado por el. componente de la rotación de la tierra, y se formó la actual distribución terrestre y marítima?
Al año siguiente, Wegener comenzó a recopilar información y a probar sus ideas. Primero trazó las montañas y los estratos a ambos lados del Atlántico, y los resultados fueron alentadores: las montañas plegadas de Terranova en América del Norte se hacían eco de las montañas de Escandinavia, lo que indicaba que América del Norte y Europa habían estado en estrecho contacto antes; de las montañas Parachia, cuyo extremo noreste se hunde en el Océano Atlántico y se extiende hasta la costa opuesta, reaparece en el oeste de Inglaterra y Europa central, el área de distribución de rocas antiguas de África occidental (más de 2 mil millones de años) puede conectarse con la antigua brasileña; área rocosa, y las dos La estructura rocosa y la estructura entre ellas también son consistentes entre sí, corresponden a los estratos de las montañas Kepler en el extremo sur de África y son rocas en las montañas cerca de Buenos Aires, la capital de Argentina; en Sudamérica.
Alfred Wegener dio una metáfora muy simple para esto. Dijo que si dos periódicos rasgados se pueden unir según sus bordes irregulares y las palabras impresas en ellos también se pueden conectar entre sí, tenemos que admitir que estos dos periódicos rasgados provienen de un periódico roto completo. apagado. Además de evidencias a ambos lados del Atlántico, e incluso entre África y continentes como India y Australia, Wegener encontró conexiones entre estratos y estructuras que se limitaban a aquellas anteriores a la Era Mesozoica, o hace 250 millones de años. Parece que el periódico tiene mucho espacio.
Sumergido en alegría, Wegener examinó los fósiles en las rocas. Antes que él, los paleontólogos habían descubierto que algunos continentes separados por océanos estaban estrechamente relacionados. Por ejemplo, el Mesosaurus es un pequeño reptil que vivía en agua dulce en la tierra en la antigüedad. Se encuentra en estratos formados desde el Carbonífero hasta el Pérmico en Brasil, y en estratos similares del Carbonífero y el Pérmico en Sudáfrica. Hasta el momento no se han encontrado fósiles de este animal en ningún otro continente del mundo. ¿Cómo cruzó nadando el salado océano Atlántico un dragón que vivía en agua dulce?
Lo más interesante es que existe una especie de caracol de jardín que no sólo se encuentra en Alemania y el Reino Unido, sino también en América del Norte, al otro lado del Atlántico. Los caracoles son conocidos por caminar lentamente, pero tienen la capacidad de viajar a través de las olas de melaleuca del Océano Atlántico, extendiéndose de una orilla a la otra. En aquella época no había aviones ni barcos inventados por el hombre, y ni siquiera había pájaros en la tierra. ¿Cómo llegó el caracol allí?
Echemos un vistazo al fósil de la planta: Tongyangya, que es un helecho antiguo ampliamente distribuido en los estratos del Paleozoico tardío en Australia, India, América del Sur, África y otros lugares, que también es el nombre en los modernos. mapas Un continente relativamente austral. Las plantas no tienen patas y no pueden nadar. ¿Cómo podrían cruzar el océano?
Para explicar estos fenómenos, los paleontólogos propusieron la "teoría del puente terrestre" antes de Wegener. Imaginaron que en el océano entre estos continentes, alguna vez hubo una estrecha franja de tierra o una serie de islas que conectaban continentes distantes. Los animales y las plantas viajaron miles de millas a través del puente terrestre para llegar a otro continente, luego estos puentes terrestres se hundieron y desaparecieron; , y el continente quedó completamente cubierto por el océano. Esta visión se llama "fijismo", que es que los continentes y los océanos están fijos. La explicación de Wegener es la "teoría de la actividad". Las similitudes en las características paleontológicas entre los continentes no se deben a que existieran puentes terrestres entre ellos, sino a que estos continentes estaban directamente conectados y sólo más tarde se dividieron, derivaron y tomaron caminos separados. Los debates entre fijismo y teoría de la actividad, junto con los debates entre plutonicismo y teoría del agua, y los debates entre gradualismo y teoría de la catástrofe, se conocen como los tres principales debates en geología. Wegener, pionero del radicalismo, empezó casi solo.
La distribución de los glaciares antiguos también respalda la opinión de Wegener.
A finales del Paleozoico, hace unos 300 millones de años, se produjeron glaciaciones a gran escala en América del Sur, África, Australia, India y la Antártida. En algunas zonas, la dirección del flujo de los glaciares antiguos se puede determinar a partir de sus rayas. A juzgar por la escala y las características de la distribución de los restos glaciares, el tipo de glaciares de aquella época eran glaciares continentales producidos cerca de los polos. Además, los restos de antiguos glaciares de América del Sur, India y Australia aún permanecen en los márgenes continentales, y la dirección del movimiento de los glaciares es de la costa al interior. Es obvio que los glaciares no caerán ni subirán más, lo que demuestra que los antiguos glaciares de estos continentes no son autóctonos. Ante la distribución y las características de flujo de este antiguo glaciar, los geólogos del pasado estaban perdidos. Sin embargo, son estas características las que proporcionan pruebas sólidas a favor de la teoría de la deriva continental.
En opinión de Wegener, los continentes con glaciares antiguos en aquella época estaban conectados y todo el continente estaba situado cerca de la Antártida. El centro del glaciar está ubicado en el sur de África, y los antiguos glaciares continentales fluyen radialmente desde el centro en todas direcciones, lo que explica razonablemente la distribución y las características de flujo de los antiguos glaciares. La aparición de glaciares que se mueven hacia el interior se debe en realidad a la división del enorme continente original, y el interior original se convirtió en la costa.
Además de los restos de antiguos glaciares, también se pueden utilizar indicadores paleoclimáticos como las sales evaporadas y los arrecifes de coral para inferir la paleolatitud en la que se formaron. Las latitudes antiguas entran en conflicto con las posiciones de los continentes, lo que también demuestra que los continentes anteriores no estaban donde están hoy.
La evidencia parece sólida. Sobre la base de una rigurosa investigación científica, en 1915 se publicó la obra maestra de Wegener "El origen de la tierra y el mar". En este libro, Wegener desarrolló la idea de que los continentes antiguos estaban originalmente unidos, pero luego se separaron debido a la deriva continental, y aparecieron océanos entre los continentes separados. Wegener creía que los continentes están compuestos de rocas ligeras de sílice y alúmina, como el basalto, que flotan como enormes icebergs sobre rocas pesadas de sílice y magnesia, como el granito (el fondo marino está compuesto de sílice y magnesio), y se desplazan sobre él. Durante el Pérmico, sólo había una enorme masa de tierra en el mundo, a la que llamó Pangea (o Antiguo Continente Unido). Después del pacífico Pérmico, comenzó el turbulento Mesozoico. Pangea se dividió primero en dos, Laurasia se formó en el norte y Gondwana en el sur. Gradualmente se dividió en varias masas de tierra más pequeñas, se dispersó y se desplazó, y algunas de las masas de tierra se reorganizaron, formando finalmente el patrón terrestre y marítimo actual.
Las opiniones "innovadoras" de Wegener conmocionaron inmediatamente a la comunidad científica en ese momento, atrayendo muchos más ataques que apoyo. Por un lado, las implicaciones de esta hipótesis son demasiado ambiciosas. Si es cierto, se reescribirá toda la teoría de las ciencias de la Tierra. Debe haber evidencia suficiente y cada eslabón de la hipótesis debe resistir la prueba. Por otro lado, Wegener se doctoró en astronomía en la universidad, con especialización en meteorología; No es geólogo, geofísico ni paleontólogo. Si las opiniones se expresan en áreas ajenas a la propia, uno está obligado a dudar de la validez científica de sus propias suposiciones.
Invierno en Groenlandia 1912-1913.
La principal debilidad de la teoría de Wegener es: ¿sobre qué se mueve este enorme continente? ¿De dónde viene el poder de la deriva continental? Wegener creía que el continente de silicio y aluminio flotaba sobre la capa de silicio y magnesio de la Tierra, es decir, los sólidos flotaban y se movían sobre los sólidos. En cuanto a la fuerza que empuja a los continentes, Wegener especuló que eran las mareas en el océano que golpeaban las costas de los continentes, provocando pequeños movimientos que alejaban la enorme masa de tierra con el tiempo; también podría ser la atracción gravitacional del sol; luna. Según Wegener, los físicos de la época comenzaron inmediatamente a calcular la masa de la tierra a partir de su volumen y densidad. Luego, basándose en la fricción entre las rocas de sílice y magnesia, ¿cuánta fuerza se necesita para mover los continentes? Los físicos descubrieron que la atracción gravitacional del Sol y la Luna y las fuerzas de marea eran demasiado pequeñas para empujar los vastos continentes.
La deriva continental causó sensación cuando se anunció, pero pronto desapareció en el ridículo. Aunque Wegener encontró mucha evidencia, si otros encontraron evidencia en contra de esta teoría científica, como la falta de poder de la deriva continental, la teoría solo podría llamarse una hipótesis y no una teoría real. Cuando la gente explica la distribución de dragones, lenguas, helechos y otras criaturas antiguas, todavía utilizan el puente terrestre para explicar. Aunque la teoría del puente terrestre parecía absurda, había otra teoría que se consideró aún más absurda en su momento, y fue la teoría de la deriva continental de Wegener.
Algunas personas bromean diciendo que la deriva continental no es más que "el sueño de un gran poeta".
Sólo Wegener cantaba su propia poesía en solitario. En 1930, cuando Wegener visitó Groenlandia por cuarta vez, lamentablemente quedó enterrado bajo el hielo y la nieve. Tenía sólo 50 años y su cuerpo fue encontrado el verano siguiente. Se fue un poco temprano, porque un barco de investigación alemán acababa de regresar del Océano Atlántico, trayendo noticias de que había una larga dorsal en medio del océano Atlántico y que había una enorme grieta allí. Con el vasto conocimiento de Wegener, podría encontrar soluciones a los problemas de la dinámica de la deriva continental, para lo cual los movimientos del fondo marino proporcionarían pistas. Lamentablemente, quedó excluido para siempre de las noticias. Como muchos científicos adelantados a su tiempo, nació demasiado pronto y no esperó hasta que el mundo aceptara sus teorías. Quizás sólo la solitaria tierra de hielo y nieve pueda comprender la soledad de Wegener durante su vida. El alma de Wegener estaba congelada en la nieve de Groenlandia y la teoría de la deriva continental quedó sellada en el polvo de la estantería de la biblioteca.
1912 65438 El 6 de octubre, Wegener pronunció un discurso titulado "El origen de los continentes y los océanos" y propuso la hipótesis de la deriva continental. Después fui por segunda vez a Groenlandia para estudiar glaciología y paleoclimatología. En la batalla que siguió, su trabajo de investigación fue interrumpido y resultó gravemente herido en el campo de batalla. Mientras estaba enfermo, publicó el libro "El origen del mar y el continente" en 1915, en el que elaboraba sistemáticamente la teoría de la deriva continental.
Tan pronto como se propuso la teoría de la deriva continental, causó un gran revuelo en la comunidad geológica. La generación más joven aplaudió esta teoría y pensó que marcaba el comienzo de una nueva era de la geología, pero la generación mayor no reconoció esta nueva teoría. Wegener continuó recopilando pruebas en contra de su teoría, por lo que visitó Groenlandia dos veces y descubrió que Groenlandia todavía estaba a la deriva en relación con el continente europeo. La velocidad de deriva que midió fue de aproximadamente 1 metro por año. En abril de 1930, ante una tormenta de nieve en el Ártico, Wegener dirigió un equipo de expedición para visitar Groenlandia por cuarta vez. En medio del intenso frío de -65 grados centígrados, la mayoría de la gente perdió el valor. Sólo él y otros dos seguidores continuaron avanzando y finalmente llegaron con éxito a la base de Esmit en el medio. 165438 El 1 de octubre, después de celebrar su 50 cumpleaños, se aventuró a regresar a su base en la costa oeste. 1930 165438 El 2 de octubre, Wegener fue azotado por una tormenta de nieve durante su cuarta visita a Groenlandia y se desplomó en el campo nevado. Estaba perdido en el hielo blanco y la nieve. Su cuerpo no fue descubierto hasta abril del año siguiente. Estaba congelado como una piedra, uno con el glaciar.
Seis Placas
En 65438-0968, el geólogo francés Rebichon propuso la idea de seis placas principales basándose en investigaciones anteriores, a saber, la placa Euroasiática, la Placa Africana, la Placa Americana y la Placa India. Placa, Placa Antártica y Placa del Pacífico. La teoría de placas resolvió el problema de la dinámica de deriva que Wegener no pudo resolver durante su vida, llevando la geología a un nuevo nivel de síntesis. Al establecerse el movimiento de placas como la forma básica del movimiento geológico de la Tierra, las ciencias de la Tierra también han entrado en una nueva etapa de desarrollo. Los largos períodos de unión y separación de continentes, y la ocasional expansión y cierre de océanos, se han convertido en una imagen generalmente aceptada de la estructura de la corteza terrestre. En la década de 1980, la gente creía realmente que la propuesta de la teoría de la deriva continental y el establecimiento de la teoría de las placas constituían una verdadera gran revolución en el campo de las ciencias terrestres modernas.