大陆漂移
要确定“真相”……（就是）找到将所有已知事实以最有序的形式陈列出来的图景，因此才有最大的可能性。
——阿尔弗雷德·魏格纳（Alfred Wegener），
《海陆的起源》（The Origin of Continents and Oceans，1915年）
放射性元素的衰变将时间重新引入了赖尔严谨的地质均变论中。
现在，地球曾有一个开端（尽管还没人准确知道开端的时间），这似乎已是不可否认的事实了。因此，赖尔所提出的漫长、缓慢、可预测、大多数情况下一致的一系列变化也都有了一个开端。
这也引发了一系列其他问题：地球在开始时是什么样的？这些缓慢的变化是怎么改变了地球的最初形态？此外（与赖尔的原理相一致），在今天我们还能检测这些缓慢的变化吗？它们还随着时间在进行吗？
奥地利地质学家爱德华·休斯（Eduard Suess）的“热收缩”理论拥有大批追随者，这一理论退回到了牛顿的熔化地球逐渐冷却的理论，并与赖尔的侵蚀沉积循环相结合。根据热收缩理论，当新生的超高温地球开始冷却为一个固态球体时，地壳收缩并褶皱，就像一颗正在风干的苹果。地壳的一部分向内褶皱，形成了海盆，坍塌的海盆互相挤压，使中间的地壳上升直达大陆。随后，地球继续降温（根据放射性元素的测量，这个过程大约有几百万年），并进一步收缩，然后大陆又向内坍塌将海盆抬高。这是一个反复的循环过程，“海陆不断交替”将山顶的化石推到了海洋底部，然后再推回到山顶，如此循环——这就可以解释为什么海洋生物化石出现在了山体中，为什么同种化石遗迹会在不同的、彼此分割的大陆中找到。1
其他的地质学家接受了热收缩理论的基本模型，但是反驳说陆地和海洋的位置一直都是没有变化的（“大陆固定”理论）。侵蚀和淤积，或者可能是地震带来的火山活动，形成或毁坏了大陆之间的陆桥。动物，最终是人类，在陆桥上生存，陆桥后来断裂了。
但是，热收缩理论也有许多问题。
一方面，“陆桥升降”［内奥米·奥利斯克斯（Naomi Oreskes）的表述］的观点看起来是权宜之计。放射理论还带来了另一个问题：现在看来一些原子随着时间推移会产生越来越多的热量，这完全不符合均质论中炎热的地球正在降温的说法。2
此外，不止一位物理学家曾通过计算得出，地球的密度太大，不可能通过收缩产生高山和洞穴般的海盆。回溯1881年，物理学家奥斯曼德·费舍尔（Osmand Fisher）曾提出，也许地球曾经并非是固体；也许地球上曾存在“流体基底”，即最深处的、柔软的、易变形的地层，上层的地表变动、破裂和漂移。与费舍尔同时代的美国地质学家C.E.道顿（C.E.Dutton）曾指出，冰川运动是一个例子，证明了固体地层是怎样上下“漂移”的。但是无法证明流体基底的存在，也没有证据证明地球干燥的固体表面曾经如同一块薄冰。3
阿尔弗雷德·魏格纳是一位德国天文学家，对天气尤为感兴趣，他给出了一个不同的答案。
“在地球仪上，将南美洲和非洲相对的海岸进行对比，”他于1915年写道，“你一定会因为两条海岸线的契合而感到惊讶。”这一拼图般的贴合使他想到，各个大陆曾经也许是一整块，一块巨大的超级大陆，他称之为“泛古陆”（Pangea）；很久很久以前，泛古陆分裂了，分裂的部分四处漂移。4
图17.1 泛古陆与大陆漂移
这一理论要求他进一步解释，固态的地球是如何“漂移”的。因此，他提出，地球可能并不完全是固体。相反，它有一个液态的内核，内核周边环绕的是一系列地壳，越接近地表的地壳密度就越大。
这个解释简单且明确，几乎可以解释所有困惑着地质学家的问题：相距甚远的化石不可思议的相似，大陆海岸线明显的契合，山体的存在（当漂移的版块碰撞并叠加，山体就会形成）。但在地质学领域，该解释面对的则是尖声嘲笑。
这种反应的出现并非没有原因。尽管大陆漂移学说有助于我们理解地图，但魏格纳在构建该学说时，并没有其他的实实在在的证据。这一重大的理论遵循了亚里士多德学派的传统；首先提出了这一重要的解释，然后仅仅凭借该理论内部的一致性来捍卫它。这并不特别“科学”，美国地质学家哈里·菲尔丁·里德（Harry Fielding Reid）在一篇评论中抨击道：“科学之所以能发展至今，靠的是煞费苦心地比照观察结果，并通过严谨的归纳，跨一小步推出原因；而不是首先猜测原因，然后演绎出现象。”古生物学家查尔斯·舒克特（Charles Schuchert）也不满地说：“魏格纳假说和方法的所有问题在于……他简单地从其他归纳中归纳出了自己的结论。”舒克特的同事爱德华·贝里（Edward Berry）任教于约翰·霍普金斯大学，他也同意舒克特的观点。贝里写道：
我之所以反对魏格纳的假说，主要是反对他的实验方法，在我看来，这不符合科学性，先选择一个观点，然后有选择性地阅读文献，寻找有利于自己的证据，忽视那些反对观点，最终陷入一种自我麻痹的状态，主观的观点就会被当成客观的事实。5
另一方面，魏格纳没有经过大量专注细心的观察，也没有具体的事实来支撑热收缩原理，更别提消失了的陆桥了。
魏格纳直觉性的跳跃遭到了强烈的反对，反对之声也许与领域的自我保护有关系；魏格纳既不是地质学家，也不是古生物学家，他是气象学方面的生手；他是一位冒险家——一次他在冰冷的格陵兰岛扎营，为了生存下来，他不得不吃掉自己的马；他是一个德国人，曾在第一次世界大战期间为同盟国战斗。但是，他的漂移理论的确存在无法否认的不足之处。魏格纳无法解释该理论的机制，他也无法解释为什么泛古陆不能就那样停留在那个超级大陆的阶段。大陆漂移说也是极度反直觉的。人们几乎不可能想象出来巨大的陆地深入深海，让海水分开，就好像是斯塔腾岛渡轮（Staten Island Ferry）那样。这个理论需要一个概念上的跳跃，这与400年前的那个理论不无相似之处；根据那个理论，看似明显处于静止的地球被送到太空中高速运转。
魏格纳本人也意识到了问题所在，但他相信，他的理论具有的解释力足以克服具体证据的不足。他辩驳道，毕竟地球“没有提供任何直接的信息”，即关于其构造的证据：
我们就像法官一样，面对的是一个拒不回答问题的被告人，我们就必须通过间接证据来确定真相。而我们可以找到的所有证据都一定会有误导性的特征……只有通过将所有地球科学的信息联系起来，我们才有希望确定“真相”，也就是说，找到将所有已知的事实以最有序的形式陈列出来的图景，因此才有最大的可能性。6
魏格纳继续研究自己的理论，并加入新的论点，修订并重新出版了《海陆的起源》（The Origin of Continents and Oceans）。这本书陆续还出了第二版、第三版。在欧洲和北美的讲座与研讨会上，他总结了自己关于大陆漂移说的观点。“这一理论提供了答案……为许多显然无法解决的问题提供了答案。”他于1922年写道。7
大多数地质学家仍旧持反对态度。1928年，海军天文学家F.B.利特尔（F.B.Littell）和J.C.哈蒙德（J.C.Hammond）比较了华盛顿和巴黎在1913年和1927年的经度。数据结果无可置疑，显示这两个城市之间的距离增加了4.35米——每年都会缓慢移动0.32米。
鉴于巴黎与华盛顿相隔6000千米，那么两个城市可能用了1800万年才分隔如此之远。毫无疑问，漂移是可以测量的了。1929年，魏格纳出版《海陆的起源》第四版，也就是最终版本的时候，他将利特尔和哈蒙德的测量数据放在了最后的附录中。“这个变化的方向和程度，”他断定，“与大陆漂移说的推理极其吻合。”8
魏格纳去世前，他的理论没有引起什么反响。当第四版出版时，他正在筹备第四次去格陵兰岛考察。他于1930年春天到达格陵兰岛，并在名为伊斯米特（Eismitte）的研究站搭建了考察营地，营地基本上位于岛的中心。但所有可能发生的坏事都发生了：冰层比他想象的要厚，天气不稳定且极度恶劣，他雇用的探险队向他索要更多的佣金，没有得到补给，狗拉雪橇队失踪。“这是一场大灾难。”8月末，他在给一位同事的回信中写道。9
11月初，食物短缺，气温远远低于零度，魏格纳和一个伙伴抛弃了营地，开始向250英里之外的有供给的谢恩戴克（Scheideck）营地出发。但他们没有到达。1931年春天，人们在伊斯米特和谢恩戴克之间发现了魏格纳的遗体，而他的同事则尸骨无存。
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失去了捍卫者，大陆漂移说本可能会轻易衰败，但是它的解释力的确太强大了。
亚瑟·霍姆兹认为这个理论非常有趣，并提出大陆的移动可能是热的对流造成的，即地幔的缓慢移动，地幔是地壳之下的发热地层。他总结说，这一地层可能非常灵活，可以在迟缓的洋流中回旋流动，就像沸腾着的炖锅，每次翻滚时都会使得上层的地壳移动。
这最终证明是一个正确的解释，但霍姆兹同魏格纳一样，无法窥探到地壳以下来寻找证据。地质学需要通过人造仪器来延伸人的感官，这些仪器对地质学家的作用就如同显微镜和熔炉对化学家所起的作用一样。
这些仪器最终从战争中诞生了。
声呐技术起初发展起来是为了帮助船只搜寻伺机攻击的潜艇，20世纪50年代被应用于海盆地图的绘制。地质学家第一次看到了海洋的特征：大陆架、深海平原、洋中脊和海沟，完整的水下地形。哈雷·赫斯（Harry Hess）是海盆地图的绘制者之一。第二次世界大战前他在普林斯顿大学教授地质学；第二次世界大战期间，他指挥了一支配备了声呐的舰队。1962年，他发表了一篇论文，提出最新绘制的海盆地图的特征可以证明热对流的存在；洋中脊就是地幔中缓慢流动的物质将热物质向上推动到海底形成的新的地壳。在海沟所在的位置，地壳下陷入地幔，融化并重新融入熔岩流。霍姆兹是对的。“大陆并不是受到未知的力的推动而冲破海洋地壳，”赫斯写道，“而是，当地幔物质从洋中脊涌到表面，并侧向移动远离洋中脊时，大陆就被动地漂浮在地幔物质之上。”10
赫斯［以及后来两位剑桥大学的研究人员F.J.万恩（F.J.Vine）和德拉蒙德·马修斯（Drummond Matthews）］为板块构造学提供了基础——这一理论（最终形成于20世纪60年代）认为地壳是由彼此分离的、不停移动的碎片或板块组成的，它们“漂浮”在地球的地幔层之上。这就是魏格纳一直没能找到的机制。这一伟大的理论最终得以证明——半个世纪后。
图17.2 热对流
阅读魏格纳于1922年写的对自己观点的简短提要，
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阿尔弗雷德·魏格纳
《海陆的起源》
（1915、1929年）
约翰·比莱姆1966年的译本（翻译了1929年的第四版）已由多佛出版社印刷出版，读者可以找到印刷本和数字版。
Alfred Wegener, The Origin of Continents and Oceans, trans.John Biram, Dover Publications (paperback and e-book, 1966, ISBN 978- 0486143897).
阿尔弗雷德·魏格纳，《海陆的起源》，译者约翰·比莱姆，多佛出版社（平装，电子书，1966年，ISBN 978-0486143897）。