大地怒吼(BE0036)
Why The Earth Quakes：The Story of earthquakes and volcanoes

類別： 自然‧科普‧數理>科學
叢書系列：NEXT
作者：麥瑟斯．萊維、馬里歐．薩爾瓦多利
       Matthys Levy ; Mario Salvadori
譯者：莊安祺
出版社：時報文化
出版日期：1997年11月18日
定價：220 元
售價：174 元(約79折)
開本：25開／平裝／224頁
ISBN：9571324264

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▼  書摘 1

第一章：碎裂的蛋

你們漠不關心的人得以聽見
震耳欲聾的爆裂聲：
正廳、包廂和最高的樓座
騷動翻騰，
你們矗立不為所動，
在爆炸的世界當中。

　——英國詩人亞歷山大．波普（Alexander Pope）

．大地之母

約 50 億年前，地球成形之時，成分大部分是熾熱的氣體，但長久下來，它逐漸冷卻，結構也變得更緊密。就我們所知，地球是宇宙中唯一含有大氣層的星球，在空氣未受污染之時，呼吸是一種喜悅。

如果我們像切蘋果一樣把地球切成兩半，就會見到球體內部由鎳和鐵構成的固體核心（佔地球 20% 的半徑），外面包圍著一層熾熱熔液的鎳和鐵（佔 35% 的半徑）。圈繞著地球金屬核心的是地函（mantle）（佔45%的半徑），是由如糖蜜一般富有黏性，但卻密實且非常堅硬的內層，包括較富可塑性的軟流圈（asthenosphere）和厚達一百公里的堅硬外層「岩石圈」（iithosphere）所構成。在「岩石圈」的最外一層就是地殼（crast），在陸地平均有 30 公里厚，而在海洋平均只有五公里厚薄。地殼和地函之間的分界面被稱為「莫霍界面」（Moho discontinuity），根據南斯拉夫地震學家安德烈亞．莫霍洛維奇克（Andrija Mohorovicic）命名，他因為研究地震波的路徑，首先發現了這樣的界面。

．地震的由來

地球冷卻之後，「岩石圈」就像蛋殼一樣碎裂，分成七大十二小的漂浮陸地，稱為地殼構造板塊（tectonic plates），其邊緣參差不齊，在有黏性的地函之上不斷地移動，互相摩擦推擠，甚至上下交錯。大多數的地震都沿著這些板塊邊緣發生，通常這也就在大陸的海岸線。兩千多年前，希臘哲人斯特拉博（Strabo）首先注意到地震頻仍的地區都是沿著海岸地帶，這些地區稱作「火環」（rings of fire），也許因為當時總認為地震是因火山活動而造成之故。不過地質學者和地震學者最近已辨識出兩個地震活動頻仍的主要地帶：環繞著太平洋海岸的環太平洋帶，以及沿著由大西汗跨過地中海進入亞洲的歐亞大板塊南緣的阿爾卑斯帶（alpide belt）。由於古西方世界乃是以沿著阿爾卑斯帶的地中海地區為中心，因此不難了解希臘哲學家嘗試要解釋地震的起源。

地殼構造板塊平均每年只在地函上方移動約五十公厘，熱分子由地球的熾熱核心，經對流驅動由地函向上運動。有些板塊被推向其鄰近板塊，就會沿著交界滑移，向下陷落隱沒，有些板塊（通常是大陸板塊）則被向上推擠過另一板塊（通常是海洋板塊）。這三個動作發生在板塊的輻合或下沈交界帶，沿著這些地區經常發生火山爆發和地震。在這些地殼構造板塊的界限，有些板塊沿著海中央的裂縫和隆起，有分離的趨勢，滾燙的紅色岩漿由地函流出，填滿板塊伸展所留下來的空隙，當它與嚴寒的海水接觸時，迅速冷卻，而嚴寒的海水也造成新地殼物質玄武岩的破裂。如此，新的物質持續添加入地殼，彌補陷入地函物質，然後沿著板塊交界帶重新熔化。

地殼板塊的持續動作，造成板塊交界帶邊緣互相摩擦的抗力，一如兩塊磚互相推擠時會抵抗滑動一樣。長時下來，造成了拉力和壓力，沿著邊界累積到達某個程度，造成板塊突然的滑動，這就是地震的來由。由於四十年前才開始發展地殼構造板塊理論，因此能夠如此清楚了解地震的成因，是地震學的驕傲——雖然地震學本身也承認：不能對「地震如何運作」這個問題提出滿意的答案。

一般而言，大地震沿大陸海岸線的板塊交界帶發生，小地震則沿著海中央分離的交界帶發生。大約 70% 的大陸地震沿著太平洋板塊的周邊發生，而 20% 沿著阿爾卑斯帶，其餘 10% 則散布全球各地。

．熱點

地球上熱玄武岩柱緩緩由地函上升，穿透地殼，形成火山，造成地震的地方，就稱為熱點（hot spots）。地殼板塊在這樣的熱點徘徊時，就會形成火山島，而隨著海洋板塊向前移動，造成新的火山島，最後形成如夏威夷的一系列火山島，或是海底火山（seamount），亦即凸出相鄰海床平面的水下山脊。

由西伯利亞外海延伸至夏威夷啟勞亞（Kilauea）的一系列火山，證明了地殼板塊運動。在北太平洋水面下的一系列古海底火山「帝王海底火山」（Emperor Seamounts）原本在熱點的正上方，如今熱點已在夏威夷正下方。越向帝王火山南部，火山就越年輕，而夏威夷則更是活火山。

．漂流的大陸

英國哲人兼科學家法蘭西斯．培根（Francis Bacon）首先提出如下的問題：「為什麼大陸兩邊的海岸線，看起來總是相互依偎？南美的東海岸和非洲的西海岸相配合，非洲的『凸起』也符合加勒比海和美國東岸的凹陷，其他地方也能以此類推？」1912年，德國地質學者阿弗烈德．韋格納（Alfred Wegener）提出這個問題的解答，他假設兩億年前的地殼，是由一塊超級大陸——全陸（Pangea，源自於希臘文，所有陸地之義）和超級海洋——全洋（Panthalassa，源自希臘文，所有海洋之義）構成，有類似的岩石構成、類似的化石，更重要的是，還發現了同一種煤，只要把兩岸推攏在一起，邊緣就可以互相拼湊吻合。

現代科學家運用板塊構造說，也證實不止是大陸，邊界越過大陸邊緣的地殼構造板塊，似乎也可以相互拼合，一如巨大的拼圖一般。如今大家認為，泛古陸沿著一條線破裂，形成大西洋脊，分離的界限由南美／非洲南端預先存在的裂口開始，接著擴大，像拉鍊一般以每年一百至兩百公厘的速度拉開裂縫。新的大陸接著持續分離了 1 億6000萬年，而藉著推擠摺疊地殼，創造出許多大的山系，如喜馬拉雅山就相當接近板塊交界的邊緣。

根據這個假設，印度次大陸其實原先是個島嶼，與馬達加斯加島分離之後，每年以約兩百公厘的速度向北朝亞洲移動；接著印度撞上並陷入宏大的亞洲大陸，巨大的花崗石因此被向上推上喜馬拉雅山系。這個動作持續到今天，印澳板塊仍以每年 50 公厘的速度向北推進，使喜馬拉雅山更高。

恐龍和其他原始爬蟲類在這些漂流的移動島嶼上漫遊，牠們是大陸進化地理的唯一見證，但後來，在大陸終於到達目前的地球表面位置時，不幸地消失了。

．大火、硫磺惡地

韋格納於1930年去世，他的大陸漂浮理論也逐漸式微，科學家質疑：大陸怎麼可能移動？但接下來25年，卻發現不少支持他理論的證據，其中包括中洋脊，這條長六萬四千公里的次海洋山系，沿著大西洋底分佈，由北至南，沿著非洲南端彎曲，一支朝北向阿拉伯，另一支則先向東在澳洲和南極之間，接著轉北沿著美國西岸分佈。

1950年代末期，人們發現了很深的鋸齒形大海溝（great global rift），沿著整個脊狀長度的中心分佈。這次的發現是最後一塊拼圖，讓科學家認定這些裂縫標示了地殼構造板塊的邊緣，而且沿著這些板塊發生的分裂，乃是由熱岩漿向上推擠，提供了韋格納大陸漂流理論的證據（不過後來證明了，是板塊而不止是依附在其上的大陸在移動）。韋格納的理論並領導地球科學家有了更驚人的發現：在地球歷史上，超級大陸分裂為數個獨立的大陸，每 4 億4000萬年就會周期性的重複一次：大陸分裂漂流兩億年，但接著又開始漂回在一起，最後重新形成超級大陸，我們假設現在正是這樣循環的末尾，而且相信不久大陸就會漂回到一起。僅僅在兩億年間，它們會重新形成超級大陸，最後使我們成為「單一世界」的居民，接著重新開始分裂的循環，永不平靜，彷彿成了人類的宿命。

現在讀者已經可以明白看出，地球是永不止息、不斷變化、活生生的有機體，而非我們原先以為堅固不動的「大地」。在地球成形之後數十億年，它原是無法居住的沸騰熱鍋，如聖經上所述大火和硫磺的惡地，成片的岩漿由內部流出，創造了巨大的平原，其出口使得地表千瘡百孔，形成火山。甚至到今天，我們居住的陸地雖然較為平靜，但偶爾仍會出乎意料的猛烈震顫，或是看來溫和的山坡也會冒出濃煙。

現在首先探訪火山，這是開天闢地的坩鍋，藉著噴發爆裂，讓我們對地球起源有進一步認識的線索。