板塊 構造與其相關學說的發展

1. 板塊構造與其相關學說的發展 趙興儒

2. 牛刀小試 • 何謂地殼均衡學說？ • 何謂海洋地殼、大陸地殼？ • 何謂軟流圈？ • 何謂大陸飄移學說？ • 何謂海底擴張學說？ • 何謂板塊構造學說？ • 海板塊？陸板塊？

3. 地殼均衡學說 • 在地震學家研究地球內部構造以前，地球物理學家就利用重力的研究來了解地下的構造 • 大陸地殼：密度約為2.7g/，主要的成分為花崗岩 • 海洋地殼：密度約為2.85g/，主要的成分為玄武岩 • 大陸地殼和海洋地殼同時浮在密度約為3.15g/的地函之上

4. 小試身手 • EX1：假設海水厚4km，比重為1，海底沉積物厚2km，比重為2，海洋地殼厚5km，比重為2.85，海洋地殼下的地函厚24km比重為3.15，大陸地殼比重為2.7，試問大陸地殼約多厚？ • 因花崗岩較玄武岩輕，因此浮在地函上較輕的大陸地殼較海洋地殼厚，這就是地殼均衡說。

5. 岩石圈與軟流圈 • 地震學快速發展之後，地球內部構造的情形已可由地震波的研究得到更精確的了解。 • 地表下65~120km之間，S波波速開始變慢，至225km處又變快，其間稱為低速帶。而低速帶的存在顯示其具有較大之可塑性，並將之稱為軟流圈。

6. 岩石圈與軟流圈 • 軟流圈的上層，波速隨深度增加的層次稱為岩石圈(海洋地殼、大陸地殼與上部地函)。 • 由於軟流圈可塑性很大，因此可以上下左右調整岩石圈。

7. 大陸飄移學說 • 內容：現今六大洲的分布是由最初的盤古大陸經飄移之後而形成的。 • 創立者：西元1915年由韋格納A.weagner提出。 • 動力：最初提出時因沒有足夠的證據說明大陸漂移的來源，1950年後，由於海底不斷有新的資料發現，並且研究認為地函對流可推動大陸，此學說才因此被重視。而之後也因此導出海底擴張的概念。

8. 大陸飄移學說 • 證據： • 地理上的證據：非洲和南美洲海岸線契合。 • 地質構造上的證據：非洲與南美洲呈連續構造趨勢，礦床也一一對應。 • 冰川證據：在非洲、南美洲、馬達加斯加島、南極大陸、澳洲和印度半島上皆有冰川作用的痕跡，且冰川刻畫過的刻痕顯示這些大陸曾經連在一起。 • 古生物證據：非洲和南美洲的相當地層裡，有同種的陸生生物化石。

9. 海底擴張學說 • 內容：地函內部的熱對流使上部地函物質熔解，自中洋脊處湧出，凝固後形成新的地殼，向兩側推擠；另一方面，老的海洋地殼於海溝處隨地函熱對流下沉進入地函，熔化成地函的一部份。 • 創立者：西元1962年由海斯提出 • 動力：學說認為海底擴張的動力為深部地函放射性元素的蛻變，放出大量熱能，使地函物質受熱上升，升至地殼後向兩側移動，逐漸冷卻而下沉，填補因受熱上升的地函物質的空缺。

10. 海底擴張學說 • 證據： • 地形方面：中洋脊的中央斷裂谷是玄武岩流湧出的所在，頂峰區與側翼區因新的海洋地殼生成而非常崎嶇，而海溝處為老的地殼進入地函的所在，因此下陷。 • 地質方面：海洋地殼都很年輕(因老的地殼已進入地函)，而年紀自中洋脊向兩側漸老。 • 地球物理方面：地熱流量在中洋脊處最大，海溝處最小。

11. 板塊構造學說 • 依據：綜合大陸飄移學說和海底擴張學說，並加入地震學資料。 • 組成：岩石圈(地殼+上部地函)，漂浮在軟流圈之上。

12. 板塊構造學說 • 動力： • 板塊間相對運動的起源，一般認為係由地函內的熱對流，使剛性的板塊在塑性的軟流圈上做一種近乎輸送帶式的運動。 • 地球的自轉： • 海洋地殼的擴張，似乎是圍繞著一個軸而進行著。 • 擴張軸幾乎與地磁軸符合，而與自轉軸間有一夾角。 • 暗示地磁的生成與地函的熱對流可能有相似的原因，而兩者又與地球自轉有密切的關係。

13. 板塊構造學說 • 將全球岩石圈劃分為若干板塊，每一塊板塊可以個別包含大陸或海洋，也可同時包含兩者。 • 影響：1.海底擴張 2.大陸飄移 3.造山運動

14. 駕輕就熟 • 地殼均勻學說： • 大陸地殼與海洋地殼同樣浮在密度較大之地函上，因海洋地殼之密度較大陸地殼大，因此大陸地殼較厚。 • 軟流圈： • 由地震波可得知地表下65~120km左右到225km間為低速帶，推估其中組成物具較大之可塑性，稱為軟流圈。 • 大陸飄移學說： • 認為原先全球只有盤古大陸，經分裂和飄移，形成目前大陸的分布情形。

15. 駕輕就熟 • 海底擴張學說： • 認為新的海洋地殼不斷在中洋脊湧出，老的海洋地殼在海溝處隱沒，海底因而擴張。 • 板塊構造學說： • 綜合大陸飄移及海底擴張二學說，加上地震學資料，主張全球岩石圈分成若干板塊，每一板塊可包含大陸或海洋，也可同時包含，另外，主張各種地質現象是由於板塊的相對運動所造成。

16. 問題討論Ｑ＆Ａ

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