主要研究大氣熱力學和古氣象學。1912年提出地殼運動和海洋、大陸分布假說——“大陸漂移說”。根據大西洋兩岸，特別是非洲和南美洲的海岸非常相似的資料，他認為地殼的Si-Al層浮在Si-Mg層上，並假設世界各大陸在古生代石炭紀以前是壹個統壹的整體(泛大陸)，周圍有廣闊的海洋。後來，特別是中生代末期，盤古大陸在天體引潮力和地球自轉產生的離心力作用下，斷裂成幾塊，在矽鎂層上分離漂移，逐漸形成今天世界大陸和海洋的分布。但這種假說難以解釋壹些大問題，如大陸運動的動力、深震、造山構造等。[2]
大陸漂移理論
主要證據:泛大陸的存在和大陸的破裂。
漂移的證據主要包括:
大西洋兩岸的海岸線相互對應。
特別是巴西東端的直角投影與非洲西海岸呈直角凹陷的幾內亞灣非常壹致。
②大西洋兩岸的結構回聲
美洲在地層、巖石和結構上與非洲和歐洲相似。如北美紐芬蘭的褶皺山系對應歐洲西北部斯堪的納維亞的褶皺山系，兩者都屬於早古生代造山帶；非洲南端和南美洲阿根廷南部所含的構造方向、巖石序列和化石在晚古生代是壹致的。
③相鄰的大陸
特別是大西洋兩岸的古生物群是有聯系的。例如，巴西和南非的石炭紀-二疊紀地層中都含有壹種爬行動物——中龍化石，它生活在淡水或半鹹水中，但迄今為止在世界其他地方尚未發現。再如，主要生長在寒冷氣候中的化石蕨類廣泛分布於非洲、南美、印度、澳大利亞、南極洲等大陸的石炭-二疊系中。但是這些大陸位於不同的氣候帶。
④石炭-二疊紀
冰川作用在南美洲、非洲中部和南部、印度和澳大利亞廣泛發生。除了南美洲和南極洲，這些地區都在熱帶或溫帶地區。同時，在北半球除印度之外的廣大地區，還沒有發現確切的晚古生代冰川遺跡，反而看到了許多氣候溫暖的生物化石。這說明有古冰川的大陸在當時是連在壹起的，成為壹個統壹的大陸。
⑤現代科學的發展
為大陸漂移提供更直接的證據:精確的大地測量數據證實大陸仍在緩慢持續地水平移動；古地磁資料表明，許多大陸塊體的位置並不代表其初始位置，而是經歷了或長或短的遷移。
大陸漂移說是壹種活動理論，它挑戰了固定的理論，為板塊構造學的建立和發展奠定了基礎，對地球科學的發展起到了巨大的推動作用。然而大陸漂移的機制至今未解。
大陸漂移理論的形成
發展歷史
大陸漂移學說是阿爾弗雷德·魏格納(1880-1930)在1912的壹篇重要學術論文中提出的，並在幾年後出版的壹部專著(1915)中得到發展和完善。幾乎立刻，人們就意識到了這壹假設潛在的革命性，因為它需要對地理學的所有基礎進行修正。在20世紀20-30年代，地理學家廣泛討論了大陸運動的概念，結果，反對意見幾乎是壹致的。因此，魏格納的地球漂移學說在很長壹段時間內都處於我所說的理論革命中，直到50年代中期，不斷發現的新證據才越來越有利於大陸可能移動的假設。但直到20世紀60年代，地球科學才真正發生了壹場革命。
歷史分析
歷史分析表明，地球科學革命結束了長達半個世紀的理論革命，只是因為人們不情願地接受了壹套早先已經休眠或被拋棄的思想或理論。這場科學革命伴隨著研究地球的新手段和傳播知識的新技術的出現。不僅許多地球科學家沿著非常規路線思考，而且許多物理學家也投身於地球科學的研究並取得了重大發現。因此，最終的地球科學革命不僅是被抵制已久的大陸漂移理論的簡單復活，是傳統觀念的根本改變，而且還創造了壹種新的板塊構造理論來描述大陸漂移。從某種意義上說，魏格納最初的理論並沒有導致壹場科學革命，但最終的科學革命確實體現了魏格納理論中大陸運動的中心思想和將地表分為兩類區域(陸地和海底)的概念。
主要特點
這場革命最突出的壹個特點是，從事學科研究的地理學家普遍意識到，他們正在經歷壹場地球科學的革命。許多科學家撰寫文章或專著，強調大陸和地球思維方式變化的革命性；他們寫的書都有醒目的標題，比如《地球科學革命:從大陸漂移到板塊構造》(Haram 1973)或者《地球科學革命的嚴峻時代》(Glen 1982)。強調革命性不僅是後來的歷史或批判性文章和書籍的特點，也是地球科學革命時代學術論文的特點。比如《科學》雜誌上的壹篇創新性學術論文(Opdycke 1966)的標題是“南海深海巖芯的古地磁研究”，副標題是“確定地球歷史事件時間的革命性方法”。1970年，在討論“壹種新的錯誤”時，J.T .威爾遜聲稱地磁反轉的發現構成了地球科學的壹場“革命”。在上地幔計劃(U.M.P .)的最終報告(1972)中，將“U.M.P .在實施過程中提出的板塊構造統壹概念”描述為地球科學的壹次“革命”(Sullivan 1974，343)。
詳細檢查
魏格納以倡導大陸漂移學說而聞名。在他不朽的著作《大陸和海洋的形成》中，他試圖還原地球物理學、地理學、氣象學和地質學之間被各個學科的專業化發展所割裂的關系，用綜合的方法論證大陸漂移。魏格納的研究表明，科學是壹種精致的人類活動，而不是客觀信息的機械收集。當人們習慣於用流行的理論解釋事實時，只有少數傑出的人才有勇氣打破舊的框架，提出新的理論。但由於當時科學發展水平的限制，大陸漂移因缺乏合理的動力機制而受到正統學者的批判。魏格納的理論已經成為超越時代的思想。
早在1620年，英國哲學家、政治家弗朗西斯·培根就在地圖上觀察到，南美洲東海岸和非洲西海岸可以完美連接。雖然培根喊出了“知識就是力量”這句名言，但他並不是真正的科學家。他只是表達了自己對兩個大陸的想法，並沒有試圖找到證據證明雙方曾經有過聯系。培根之前的人沒有想到這壹點是可以理解的，因為哥倫布是在1492年發現美洲的，當時的地圖錯誤百出。只是在培根的時代，大西洋兩岸的海岸線才被體面地繪制出來。但在培根之後的近300年，還沒有科學家認真思考過，為什麽大洋兩岸的陸地可以完美和諧地放在壹起。可能很多人心裏有過疑惑，但是沒有付諸行動。最終，歷史把榮譽授予了壹個德國人。
1910年的壹天，年輕的德國氣象學家魏格納身體不好，躺在醫院的病床上。無聊之余，他的目光落在墻上的世界地圖上。他驚訝地發現，大西洋兩岸的輪廓如此對應，尤其是巴西東端的直角凸出部分，與凹進非洲西海岸大陸的幾內亞灣非常吻合。從此向南，巴西海岸的每壹個突出部分，恰好對應著非洲西海岸形狀相同的海灣；相反，巴西沿海的每個海灣，在非洲西海岸都有與之相對應的突出部分。這是巧合嗎？這位年輕的科學家腦子裏突然劃過這樣壹個想法:非洲大陸和南美大陸是否曾經粘在壹起，也就是說之前它們之間沒有大西洋，是因為原來的大陸被地球自轉的分量分裂漂移，才形成了現在的海陸分布？
第二年，魏格納開始收集信息並驗證他的想法。他首先對大西洋兩岸的山脈和地層進行了追蹤，結果令人鼓舞:北美紐芬蘭的褶皺山脈與北歐斯堪的納維亞的山脈遙相呼應，表明北美和歐洲之前曾有過密切的接觸；美國阿巴拉契亞山脈的褶皺帶，其東北端沈入大西洋並延伸至對岸，在英格蘭西部和歐洲中部重現；西非古巖石分布區(20億年以上)可與巴西古巖石區相連，兩者之間的巖石結構和構造也相互壹致；對應非洲南端開普勒山的地層，是南美洲阿根廷首都布宜諾斯艾利斯附近山區的巖石。
阿爾弗雷德·魏格納對此做了壹個非常簡單的比喻。他說，如果兩張撕碎的報紙可以根據它們參差不齊的毛邊拼接起來，上面的印刷文字也可以相互連接起來，我們就不得不承認這兩張撕碎的報紙是從壹張完整的報紙上撕下來的。除了大西洋兩岸的證據之外，甚至在非洲和印度、澳大利亞等大陸之間，魏格納也發現了地層和構造之間的聯系，而這種聯系僅限於中生代之前的地層和構造，即2.5億年前。看起來報紙的版面很大。
沈浸在喜悅中的魏格納檢查了巖石中的化石。在他之前，古生物學家已經發現被海洋分隔的壹些大陸之間有著密切的親緣關系。比如中龍是壹種小型爬行動物，古時候生活在陸地淡水中。在巴西石炭紀至二疊紀形成的地層中均有發現，在南非石炭紀和二疊紀類似地層中也有發現。到目前為止，世界上其他大洲都沒有發現這種動物化石。生活在淡水中的龍是如何遊過由鹽水組成的大西洋的？
更有趣的是，有壹種花園蝸牛，不僅在德國和英國有，在大西洋彼岸的北美也有。蝸牛以慢走聞名，但它們有能力穿越大西洋的千層浪，從壹岸蔓延到另壹岸。那時候還沒有人類發明的飛機和輪船，地球上甚至還沒有出現鳥類。蝸牛是怎麽到那裏的？
我們再來看看植物化石——通陽崖，這是壹種廣泛分布於澳大利亞、印度、南美、非洲等地晚古生代地層中的古老蕨類植物，也就是現代地圖上相對靠南的大陸。植物沒有腿，不會遊泳。他們怎麽能穿越海洋呢？
為了解釋這些現象，古生物學家在魏格納之前提出了“陸橋理論”。他們想象在這些大陸之間的海洋中，曾經有壹片狹長的陸地或壹系列島嶼將遙遠的大陸連接起來，動植物通過大陸橋跋涉千裏到達另壹個大陸；後來這些陸橋沈沒消失，大陸完全被海洋隔開。這種觀點被稱為“固定論”，即大陸和海洋是固定的。魏格納的解釋是“活動理論”。大陸之間古生物特征的相似，不是因為它們之間有什麽陸橋，而是因為這些大陸是直接相連的，只是後來才分裂漂移，分道揚鑣。固定論與活動論的爭論，與深成論與水論的爭論，漸變論與突變論的爭論壹起，被稱為地質學中的三大爭論。作為激進主義的先驅，魏格納起初幾乎是孤身壹人。
古老冰川的分布也支持魏格納的觀點。在晚古生代，大約3億年前，在南美洲、非洲、澳大利亞、印度和南極洲發生了大規模的冰川作用。在某些地區，從冰川的劃痕可以判斷出古代冰川的流向。從冰川遺跡分布的規模和特征來看，當時的冰川類型是極地附近產生的大陸冰川。而且南美、印度、澳大利亞的古冰川遺跡還留在大陸邊緣，冰川運動方向是從沿海向內陸。很明顯，冰川不會降落，不會向高處移動，這說明這些大陸上的古老冰川不是土生土長的。面對這壹古老冰川的分布和流動特征，過去的地質學家們不知所措。然而，正是這些特征為大陸漂移學說提供了強有力的證據。
在魏格納看來，當時有古老冰川的大陸是相連的，整個大陸位於南極附近。冰川中心位於非洲南部，古大陸冰川從中心向四面八方呈放射狀流動，合理地解釋了古冰川的分布和流動特征。冰川向內陸移動的出現，其實是因為原來巨大的大陸分裂了，原來的內陸變成了沿海。
除了古冰川遺跡，蒸發鹽、珊瑚礁等古氣候指標也可以用來推斷它們形成時的古緯度。古緯度和大陸的位置是沖突的，這也說明以前的大陸不是今天的位置。
證據似乎很充分。在嚴謹科學研究的基礎上，魏格納的代表作《海陸起源》於1915年出版。在這本書裏，魏格納闡述了這樣壹個觀點，古代大陸原本是聯合的，後來由於大陸漂移而分離，在分離的大陸之間出現了海洋。魏格納認為，大陸是由玄武巖等輕矽鋁質巖石組成的，它們像巨大的冰山壹樣，漂浮在花崗巖等重矽鎂質巖石上(海底是由矽質和鎂質組成的)，並在其上漂流。二疊紀，世界上只有壹個巨大的陸地，他稱之為泛大陸(或聯合古陸)。平靜的二疊紀之後，動蕩的中生代開始了。泛大陸先壹分為二，北部形成勞亞大陸，南部形成岡瓦納大陸，並逐漸分裂成幾個較小的陸地，分散漂移，部分陸地重新組合，最終形成今天的陸海格局。
魏格納“石破天驚”的觀點立即震驚了當時的科學界，引來的攻擊遠遠多於支持。壹方面，這個假設涉及的問題太宏大了。如果成立，整個地球科學理論將被改寫。必須有足夠的證據，假說的每壹個環節都要經得起檢驗；另壹方面，魏格納在大學獲得了天文學博士學位，主要研究氣象學。他不是地質學家、地球物理學家或古生物學家。如果在自己領域之外的領域發表觀點，人們必然會懷疑自己假設的科學性。
1912-1913格陵蘭的冬天。
魏格納理論的主要弱點是:這個巨大的大陸在漂移什麽？大陸漂移的動力來自哪裏？魏格納認為矽鋁大陸漂浮在地球的矽鎂層上，也就是固體在固體上漂浮移動。至於推動大陸的力量，魏格納猜測是海洋中的潮汐拍打著大陸的海岸，引起微小的運動，隨著時間的推移，將巨大的陸地漂向遠方；也可能是太陽和月亮的引力。根據魏格納的說法，當時的物理學家立即開始通過使用土地的體積和密度來計算土地的質量。然後根據矽鋁質巖石和矽鎂質巖石之間的摩擦力，需要多大的力才能使大陸移動。物理學家發現，太陽和月亮的引力以及潮汐力太小，不足以推動廣闊的大陸。
大陸漂移說壹出，轟動壹時，但很快就消失在嘲笑中。雖然魏格納找到了很多證據，但是如果別人找到了反對這個科學理論的證據，比如大陸漂移缺乏動力，這個理論就只能稱之為假說，而不是真正的理論。人們在解釋龍、舌、蕨等古生物的分布時，還是用大陸橋來搪塞。雖然大陸橋理論看似荒謬，但當時人們認為還有壹個理論更荒謬，那就是魏格納的大陸漂移理論。有人開玩笑說，大陸漂移說不過是“偉大詩人的夢想”。
只有魏格納獨自吟唱自己的詩歌。1930年，當魏格納第四次訪問格陵蘭島時，他不幸被埋在冰天雪地裏。他只有50歲，第二年夏天，他的屍體被發現。他走得有點早，因為壹艘德國科考船剛從大西洋回來，帶來壹個消息，大西洋中間有壹條長長的洋中脊，那裏有壹個巨大的裂谷。憑借魏格納廣博的知識，他將有可能找到大陸漂移動力學問題的解決方案，而海底的運動將為大陸漂移提供線索。很遺憾，他永遠與新聞隔絕了。和很多走在時代前面的科學家壹樣，他生得稍早，沒能等到自己的理論被世界接受。也許，只有孤獨的冰雪之地才能理解魏格納生前的孤獨。魏格納的靈魂被凍結在格陵蘭島的雪地裏，大陸漂移學說被塵封在圖書館的書架上。
1912 65438+10月6日，魏格納發表了題為《大陸與海洋的起源》的演講，提出了大陸漂移假說。之後，我第二次去格陵蘭島研究冰川學和古氣候學。在隨後的壹戰中，他的研究工作被打斷，在戰場上身負重傷。他在患病期間，於1915年出版了《海陸起源》壹書，系統闡述了大陸漂移學說。
大陸漂移學說壹提出，就在地質學界引起軒然大波。年輕壹代為這壹理論歡呼雀躍，以為開創了地質學的新時代，而老壹輩卻不認可這壹新理論。魏格納繼續為他的理論收集反對的證據，因此他兩次訪問格陵蘭島，發現格陵蘭島相對於歐洲大陸仍在漂移。他測得的漂移速度約為每年1米。1930年4月，面對北極的暴風雪，魏格納率領壹支探險隊第四次造訪格陵蘭島。在零下65℃的嚴寒下，大部分人都失去了勇氣，只有他和另外兩名隨從繼續前行，最終成功抵達中間的埃斯米特基地。165438+10月1，他在慶祝完50歲生日後，冒險回到了西海岸基地。1930 165438+10月2日，魏格納在第四次訪問格陵蘭島時遭遇暴風雪襲擊，倒在了茫茫雪原上。在白色的冰天雪地裏，他迷失了方向。他的屍體直到第二年四月才被發現。他像石頭壹樣凍住了，和冰川融為壹體。
六個盤子
65438-0968年，法國地質學家雷比雄在前人研究的基礎上提出了六大板塊的觀點，分別是歐亞板塊、非洲板塊、美洲板塊、印度板塊、南極板塊和太平洋板塊。板塊理論解決了魏格納生前未能解決的漂移動力學問題，使地質學綜合到壹個新的高度。隨著板塊運動被確立為地球地質運動的基本形式，地球科學也進入了壹個新的發展階段。大陸會長期聯合和分離，海洋有時會擴張和閉合，這已成為公認的地殼結構圖。在80年代，人們真的相信大陸漂移理論的提出和板塊理論的建立構成了現代地球科學領域的壹場真正偉大的革命。