從大陸漂移假說到板塊構造學說

大陸漂移學說最初由奧特柳斯在1596年提出，後來德國科學家魏格納在1912年加以闡述，提出「大陸漂移假說」，這個大膽的學說一直被學界忽視，直至1960年代海洋擴張說出現，令大陸飄移說得以發展，後來更闡述為板塊構造理論。

「大陸漂移假說」主要內容為遠古時代的地球只有一塊「泛古陸」或稱盤古大陸的龐大陸地，被稱為「泛大洋」的水域包圍，大約於2億年以前「泛大陸」開始破裂，到距今約二、三百萬年以前，漂移的大陸形成現在的七大洲和五大洋的基本地貌。

值得一提的是大陸漂移學說與板塊構造學說有些不同，前者假設推動力是潮汐，後者假想推動力是由於地幔出現對流，拖動板塊。

奧特利烏斯在他的地理百科全書中提及美洲是「因地震與潮汐而從歐洲及非洲分裂開去」及「如果有人拿出世界地圖，然後仔細觀測三大洲的海岸線，就會發現(大陸)分裂的痕迹」。

來自南非的地質學家杜托伊特和英國的霍爾姆斯都支持魏格納的假說。可惜到了五十年代，大陸飄移學說仍然得不到普遍接受。在六十年代前，終於出現轉機。迪茨、希曾，以及赫斯得出一份地質研究報告，這就是海底擴張學說，得出實在的地質證據，解釋了三大洲為何分裂，令大陸漂移學說更具說服力。

首先假設地球內部是玄武岩質，而地表則是花崗岩質，而大陸就像冰山浮在海面一樣，浮在融熔狀的玄武岩上。大陸因為潮汐的推動而移動分離。

地質構造方面的證據：阿巴拉契亞山脈（和非洲阿特拉斯山脈是同一條）是東北—西南走向，臨至大西洋西岸就中斷，而地質研究證明斯堪的納維亞山脈與蘇格蘭、愛爾蘭的山脈是與阿巴拉契亞山脈同源。另外，有證據證明南非的開普山和布宜諾斯艾利斯山是同出一徹。可見曾有段時間，美洲、非洲和歐洲是相連。大陸邊緣的吻合，將大西洋兩岸的非洲和南美洲拼在一起時，兩岸的大陸邊緣能十分吻合且完美的貼合。且經由兩岸岩層的研究，發現在非洲某處海岸的岩層，恰與拼合後的南美洲海岸的岩層相同，再度印證兩塊大陸曾經是相連的。

古生物化石方面的證據：活在約2億年前的中龍是一種住在陸上淡水沼澤的爬蟲類，無法越過大洋。地質學家在大西洋兩側的南美洲與南非發現了中龍化石，即可證明南美洲與非洲過去是相連的。另外，二至三億年前的舌羊齒植物，因種子很大無法藉風力飄洋過海，但此種化石卻出現在非洲、澳洲、印度、南美洲及南極洲，由此可見，過去這些大陸是彼此連接在一起的。

氣候的證據：在印度南部有冰川作用的痕迹，而印度南部遠離喜馬拉雅山，北部的冰川不可能在溶化前來到南部，何況印度南部是低緯度地區，年溫度高，不可能出現冰川。證明印度曾經是中高緯度地區。另外，地理學家在南極洲發現豐富的煤礦，煤是由遠古植物遺骸變化而成，若南極洲一直都在南極圈內，嚴寒的天氣根本不容許南極洲有茂密的森林，休說豐富的煤礦。從而反證南極洲曾在低緯度地區。

古磁場的證據：把非洲、南美洲、澳洲、印度和南極洲各大陸連接在一起時，各大陸測得的古生代磁極邊緣軌跡大致重合在一起，證明它們在古生代期間確實屬於同一大陸地塊。

海底擴張學說和板塊構造學說的創立：60年代在洋底發現的條帶狀海底磁異常、轉換斷層及DSDP/ODP的鑽探成果，是海底擴張學說和板塊構造學說的基礎和主要內容。

此學說在魏格納因實地考察中喪生後沉寂一時，到了六十年代，海底擴張學說中的地質報告證明了大西洋正在擴張，而三大洲就漸漸分離，令學界重新研究大陸漂移學說，後來更有人提出板塊構造學說，板塊構造學說亦是現今地理學根基。

海底擴張學說是在大陸漂移學說的基礎上所發展出的進階地球地質活動學說。在各大洋的中央有一帶狀分布的海嶺，這些帶狀海嶺是下方地幔軟流層的出口。不斷湧出的熔岩自海嶺流出，冷卻而成為剛性強的大洋地殼。大洋地殼不斷的受到新由海嶺湧出的溶岩所推擠而向兩旁移動，使海面積擴大，同時大陸地殼受到推擠而分離。導致海底擴張的原因是海水不平衡的壓力導致的板塊漂移。

地球上大約3/4的表面由海洋覆蓋，海水的總量巨大，對海底以及周圍陸地的壓力也十分巨大。由於受到月球的引力作用和不同區域海水溫度不同等因素的影響，海水對不同板塊的壓力是不平衡的，這就使得板塊發生漂移，同時也就產生了海洋帶狀嶺。

隨著地球溫室效應的加劇，地球兩極冰川的溶化，海水總量的增加，海水對板塊漂移的作用將增大，即大陸漂移的速度將增大，由此導致的結果就是地震和火山噴發增多。

板塊構造論（又稱板塊構造假說、板塊構造學說）是為了解釋大陸漂移現象而發展出的一種地質學理論。該理論認為，地球的岩石圈是由板塊拼合而成；全球分為六大板塊（1968年法國勒皮雄劃分），海洋和陸地的位置是不斷變化的。根據這種理論，地球內部構造的最外層分為兩部分：外層的岩石圈和內層的軟流圈。這種理論基於兩種獨立的地質觀測結果：海底擴張和大陸漂移。

1909年克羅埃西亞地震學家莫霍洛維奇發現地殼與地幔的交界，即莫霍界面。

1913年古登堡發現了地幔與地核的交界（即古登堡界面），地球具有分層的現象，且能具體說明分層的深度。

1915年大氣學家魏格納根據地質證據，提出大陸漂移學說，因缺乏飄移的動力來源而不被接受。

1929年英國地質學家霍姆斯相信大陸地殼下的熱對流是造成大陸分裂和飄移的原因，首次提出聚合與張裂的想法。

1940年代，發現海洋地殼與大陸地殼的花崗岩岩質不同，其厚度僅七公里。

1954年日本地震學家和達清夫與美國地質學家班尼奧夫發現連接海溝與火山島弧底下的震源分布，有一向內陸傾斜的帶狀區域（班尼奧夫帶），為板塊構造學說想法的先驅。

1956年澳大利亞國家學院的艾爾文等人測量陸地的古地磁發現，若回推磁極，大陸都歷經長期漂移，且移動路徑與魏格納所描述十分接近。

1959年哥倫比亞大學的希森與地球物理學家薩普根據水深資料繪出第一張海底地形圖，清楚顯示了中洋脊與海溝。

1962年美國地質學家赫斯指出地幔的熱對流導致海洋地殼從中洋脊向外伸張，隱沒于海溝，迫使大陸水平移動。板塊學說於焉成形，由原本的水平移動思維進化成地球內部的運動影響地表的想法。

1960年代，得到陸地的古地磁逆轉時間表，也認為中洋脊兩側交互出現的正反磁極，應為海洋地殼側向生長造成。

現在已經能夠掌握全球各地海洋地殼年齡以及中洋脊擴張速率以及海溝隱沒速率，可以標出板塊的形狀，分布以及移動速率及移動歷史。

1968年法國的勒皮雄根據各方面的資料，首先將全球岩石圈分為六大板塊，即太平洋板塊、歐亞板塊、印度洋板塊、非洲板塊、美洲板塊和南極洲板塊。

隨著研究工作的進展，有人在勒皮雄的基礎上在大板塊中又分出許多小板塊，將全球分為七大板塊——太平洋板塊、歐亞板塊、非洲板塊、印度-澳洲板塊、北美洲板塊、南美洲板塊和南極洲板塊——以及六個較小的板塊——阿拉伯板塊、菲律賓板塊、胡安·德富卡板塊、科科斯板塊、納斯卡板塊、加勒比板塊。

而環太平洋板塊邊界的板塊活動最為活躍，故此地震作用和火山作用也最為頻密。

板塊實際上就是岩石圈，包含了地殼以及一小部分的上部地函（地幔）。因此板塊沒有「大陸板塊」與「海洋板塊」的分法，只有依其成分組成命名為「大陸性的板塊」與「海洋性的板塊」。

前寒武紀晚期超大陸和「冰室」世界（距今6億5千萬年前）。形成於11億年前的羅迪尼亞超大陸這時開始分裂。前寒武紀晚期的世界與現在的氣候十分相近，是一個「冰室」世界。羅迪尼亞大陸大約在7.5億年前分裂成兩半，形成了古大洋。

具有硬殼的生物在寒武紀第一次大量出現。諸大陸為淺海所泛濫。超大陸岡瓦那開始在南極附近形成。巨神海在勞倫大陸（北美）、波羅地（北歐）和西伯利亞這幾個古大陸之間擴張。

奧陶紀時，古海洋分隔開勞倫大陸、波羅地、西伯利亞和岡瓦那大陸。奧陶紀末期是地球歷史上最寒冷的時期之一。岡瓦那大陸的南方完全為冰所覆蓋。巨神海隔開了波羅地和西伯利亞大陸，原特提斯洋分隔開岡瓦那大陸、波羅地和西伯利亞大陸，古大洋則覆蓋了北半球的大部分。

勞倫大陸與波羅地大陸的碰撞閉合了巨神海的北面，並形成了「老紅砂岩」大陸（歐美大陸）。珊瑚礁擴張，陸生植物開始覆蓋荒蕪的大陸。

大陸碰撞導致斯堪地那維亞半島上的加里東山脈的形成，以及大不列顛北部、格陵蘭和北美東海岸的阿帕拉契山脈的形成。

泥盆紀時，古生代早期海洋閉合，形成「前盤古」大陸。淡水魚類從南半球遷徙至北美和歐洲。森林首次在赤道附近的古加拿大生長。植物大量生長，形成了今天加拿大北部、格陵蘭北部和斯堪的納維亞的煤炭。

石炭紀早期盤古大陸開始形成（距今3億5,600萬年前）。石炭紀早期，歐美大陸和岡瓦那大陸間的古生代海洋閉合，形成阿帕拉契山脈和維利斯堪山脈。南極開始形成冰帽，同時四足脊椎動物在赤道附近的煤炭沼澤開始發展。

石炭紀晚期：巨大煤炭沼澤的時代（距今3億600萬年前）。石炭紀晚期，由北美及歐洲組成的大陸與南方的岡瓦那大陸碰撞，形成了盤古大陸的西半部分。南半球大部分被冰所覆蓋，而巨大的煤炭沼澤則沿著赤道形成。以赤道為中心，盤古大陸從南極延伸至北極，並將古特提斯洋與古大洋分隔在東、西兩側。

二疊紀末期：自古至今最大的滅絕（距今2億5,500萬年前）。二疊紀時，巨大的沙漠覆蓋了西盤古大陸。同時爬行動物擴散到整個超大陸。99%的生物在滅絕事件中消失，標誌著古生代的終結。

三疊紀末期，盤古大陸形成（距今2億3,700萬年前）。形成於三疊紀的盤古超大陸使陸生動物可以從南極遷徙到北極。在二疊紀—三疊紀大滅絕之後，生命開始重新多樣化。同時，暖水生物群落擴散到整個特提斯洋（古地中海）。

侏羅紀早期：恐龍遍布盤古大陸（距今1億9,500萬年前）。侏羅紀早期，中南亞開始形成。寬廣的古地中海將北方大陸與岡瓦那大陸分隔開。儘管盤古大陸依然完整，不過可以聽到大陸開始分裂的隆隆聲。

盤古大陸開始分裂（距今1億5,200萬年前）。侏羅紀中期，盤古大陸開始分裂。侏羅紀晚期，中大西洋是將非洲與北美東部隔開的狹窄海洋。東岡瓦那大陸開始與西岡瓦那大陸分離。

新的大洋張開（距今9,400萬年前）。白堊紀時南大西洋張開。印度從馬達加斯加分離，加速向北對著歐亞大陸撞去。值得注意的是，北美仍與歐洲相連，澳大利亞仍然是南極洲的一部分。白堊紀時全球的氣候比現在要溫暖。恐龍與棕櫚樹出現在現在的北極圈，南極洲以及澳洲南部。雖然白堊紀早期的極區可能會有一些冰帽存在，但是整個中生代都沒有任何大規模的冰帽出現過。白堊紀是海盆迅速張裂的時期。中洋脊迅速擴張導致了海平面的上升。

恐龍時代的終結（距今6,600萬年前）。恐龍滅絕包括數個說法，但並未有一致認同的答案，其中之一為小行星撞擊地球，造成希克蘇魯伯隕石坑，導致全球氣候劇烈變化，恐龍和許多其他種類的生物因此而滅絕。白堊紀晚期，海洋繼續拓寬，印度接近亞洲南緣。

新生代早期：印度開始撞擊亞洲（距今5,020萬年前）。5千萬至5千5百萬年前，印度開始撞擊亞洲，形成了青藏高原和喜馬拉雅山脈。原本與南極洲相連的澳洲，此時也開始迅速向北移動。

2千萬年前，南極洲被冰雪所覆蓋，同時北方各個大陸迅速冷卻。世界看起來和現代相似，不過佛羅里達和亞洲的一部分仍然在海洋之下。

過去3千萬年來地球進入冰室氣候（距今18,000年前）。當地球處於「冰室」氣候時，兩極皆被冰雪覆蓋。極區冰蓋因為地球軌道變化（米蘭科維奇循環）而擴張。最後一次極區冰蓋擴張發生在18,000年前。

現今世界有定義明確的氣候帶。進入了大陸碰撞的新階段，這最終會在未來形成新的盤古超大陸。全球氣候在變暖（關於全球變暖存在爭議），因為我們正在脫離冰川時代，同時也因為我們向大氣層中排放溫室氣體。

可能的未來世界。距今5千萬年後如果今天的板塊繼續運動，大西洋將會拓寬，非洲會與歐洲碰撞，並使地中海閉合，澳洲將會與東南亞碰撞，加利福尼亞將向北滑移到阿拉斯加海岸之上。

大西洋開始閉合（距今1億5千萬年後），沿著北美和南美東海岸將產生新的潛沒帶，這將消耗掉分開北美和非洲的海底。距今1億年後大西洋中脊將潛沒，各個大陸將逐漸靠攏。

終極盤古大陸後形成（距今2億5千萬年後），北大西洋和南大西洋的海底將會潛沒在北美和南美之下，結果產生第二個盤古大陸——「終極盤古大陸」。這個超大陸中央會陷下一個小洋盆。

板塊在軟流圈之上運動，由地幔對流柱產生驅動力而運動。板塊之間有三種相對運動方式：聚合、張裂與保守（錯動）三種方式，所以板塊之邊界可分為張裂型板塊邊界、聚合型板塊邊界和錯動型板塊邊界三種類型。聚合型板塊邊界是板塊相互擠壓的地區，在地貌上表現為海溝、火山島弧、褶曲山脈等。張裂型板塊邊界是板塊相互拉張的地區，在地貌上表現為裂谷、中洋脊等。錯動型板塊邊界（保守性板塊邊界）是兩個板塊互相摩擦的地區，轉形斷層發育，其運動方式類似地表的走向滑移斷層，因面積無改變而稱之為保守性。