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单词 海水进退规程与古生物迁移
释义

【海水进退规程与古生物迁移】
 

拼译:the canon of mariine transgression and the migration of paleobiotas canon of transgressions and regressions paleobicmigration
 

“海水进退规程”一词,首先由李四光(1928)提出,系指地质时代海水浸入大陆和从大陆退出的程序。他认为,当地球自转速率增加时,海洋表面的形状就会比陆地变得更扁,两极方面的陆地就会从海中露出,赤道方面的陆地就要被淹没。当地球自转速率变慢时,就会出现相反的情况——两极方面的陆地被淹没,赤道方面的陆地从水中露出。

1928年,李四光更系统地引用了北半球自中生代以来地层学的许多事实,具体地论证了海水高低纬度间运动的程序。他认为,地球上每次大的变革之前,北半球的海水都有向赤道移动的趋势;而变革进行时期或变革之后,海水又有向北极流注的趋势。自三迭纪赛特期Scythian以来,北半球高低纬度间的海水运动,共经历了10个左右的旋回,每个旋回约23Ma历程。他认为,除了造山(变革)运动前后,地球自转速率的变更,似乎没有其他原因能酿成此种结果。

当现代海平面研究进入广泛的仪器精密观测和监测的时代,又给李四光的理论带来了福音。其中,最值得庆幸的是Maksimov(1971)的观测工作,他记录了1900~1950年世界广大地域不同地点海平面的数据,发现赤道海面下降了8cm,两极海面上升了15cm,高低纬度间海面存在此起彼降的对应关系,赤道海面上升时两极海面下降,反之也然。他认为,地球海面形状的变化和随纬度重新分布的规律,与地心引力与离心力的平衡有关。这一从实际测量中得出的结果再现了李四光理论的生命力。最近,人们发现,自20世纪20年代以来,地球自转变慢38.87s(Cmolac,1985),海面有两极高、赤道低的现象(Горщωкоe,1949),两极地区的陆缘海面积要比赤道大得多,海水正经历向两极的运动。如此种种现象反复证明了,随地球自转速率的变化,海水高低纬度间的运动是海面升降的一个重要方式。50年代以来,这一方式的研究之所以未能广泛流传,主要是由海面升降变化现象及原因的复杂性决定的。正象李四光(1956)评论这一段历史时所估计的那样,海面对于地心的绝对升降变化,几乎是难以估价的。仅就海面对于陆地的相对升降而论,可以归结为8种情况、2种效应:陆地不动,海面上升;海面不动,海底沉降;海面与海底同时上升,但海面上升的程度大于海底;海面上升,海底下降。这4种情况,都可能存在,但所产生的效应却只有1个,都表现为海面对于陆地的上升运动;而所产生的沉积物,只能反映海底对于陆地的下降运动。陆地不动,海面下降;海面不动,海底上升;海面与海底同时下降,但海面下降的程度大于海底;海面下降,海底上升。这4种情况,都可能存在,但所产生的效应,也只有1个,都表现为海面对于陆地的下降运动;而所产生的沉积物,只能反映海底对于大陆的上升运动。所以,即使海面对于陆地的相对升降,也是极其复杂的。上述任何一种情况或其他数种情况连续起来,相互迭加,加上气候变化所引起的海面升降,使问题变得更加复杂。但李四光的理论使这一问题变得简单了,概括起来,海面升降大致有3种方式:高低纬度间的海水运动;全球性海面的同时上升或同时下降;局部地区的海面升降。

最近的研究还表明,第1种方式的海水运动与后两种方式有一定联系,这种联系在地质历史中曾不止一次地重复出现,即海水向高纬度区的运动往往伴随全球海面上升;向赤道的运动伴随全球海面下降。甚至第1种方式的海水运动与气候变化也有联系,当海水向两极运动时,全球气候有变暖的趋势,影响到气候带向两极的迁移;进而影响到生物向两极的迁移。反之,当海水向赤道运动时,全球气候变冷,气候带和生物向赤道迁移。自寒武纪以来的显生宙,这一过程重复进行过多次。

生物作为能动的有机体,其迁移与海水运动的一致性,决不是一种机械的动力学混合,而是具有更深刻的原因和中间链条。生物迁移的思想,是与地质力学的创立和发展共存的。李四光在20世纪20年代,曾不止一次地谈到生物随海水作南北迁移的事实,如Holmia,Ceratopea,lecaospir,Calceola,Nummulites的迁移;关于迁移的路径和阻障,他曾指出北方动物群珠角石Actinoceras在四川的出现,认为秦岭有一个沟通南北的缺口。地质力学对于生物随海水运动作南北迁移的研究,把地质力学的研究领域从岩石圈拓宽到水圈,又从水圈延伸到生物圈。

生物迁移的思想,首先是由达尔文(1859)提出来的,是通过物种单一起源中心的观点表述的。他认为每个物种都有自己的一个也是唯一的一个起源中心;在条件允许的情况下,它会从这个中心迁移到力所能及的地区。迁移和演化,是达尔文物种起源理论的两个基本命题,也是生命进化的两个基本趋动力——“达尔文力”;在自然选择的条件下,构成了生命进化的两个基本方向——演化与迁移。然而自达尔文时代以来,几乎所有关于生命进化的科学,包括Eldredge和Gould的间断平衡论、McClintock的遗传学原理、Haeckel的谱系理论、Goldschmidt的大进化与小进化、Umbgrove的周期理论、Newell的新灾变、Pearson的宇宙魔爪等等,都倾泻在演化上,把达尔文的另一个基本命题一迁移丢在一边。

直到Adams(1902)的散布中心理论、Matthew(1915)的“新存旧离”学说、Willis(1922)的时域说,标志着达尔文迁移理论的石蒙时代。但后来,由于人们慑于Buckman(1922)“迁移炮弹”的威力,使人们联想到蝗虫大规模的移动,兽群在大陆上的漫游,候鸟的迁徒,肺鱼在南美、澳洲、非洲之间的分布,在地质历史是不可识别的,使迁移研究徘徊不前近50年。但李四光(1926,1928)大胆地将生物迁移的思想引入到他的海水进退规程理论中去。生物迁移的思想,自达尔文的启蒙时代之后,李四光是依然坚持这一思想的少数科学家之一,尽管他并没有论证具体的迁移过程。

李四光所开创的海水进退规程的思想体系,为迁移研究建立了稳固的科学基础。现代的研究者已经发现了生物随海水高低纬度间的运动而迁移的证据,论证过具体的迁移过程,使这一理论引起了国内外许多学者的关注。可以认为,没有高低纬度间的海水运动和伴随气候冷暖变化的古气候带迁移的思想,生物迁移的研究几乎是无从着手的。而生物迁移的研究,也将为海水进退规程理论提供新的依据。可以认为,生物迁移的思想,是地质力学关于生物科学和生物圈运动的一个独到的研究途径和思想内容。

【参考文献】:

1 李四光,地球表面形象变迁之主因,中国地质学会电,1926,5:3~4

2 李四光,古生代以后大陆上海水进退的规程,中国地质学会电,1928,7(1)

3 李四光,地壳运动问题,地质力学方法.北京:科学出版社,1956.237~245

4 徐大酬,中国碳纪古生物迁移研究,地质科学院院刊,562,1983,562(4)

5 W.Valentine,Evolutionary Paleoecology ot Hoe Marine Biosphese,Prentice-Hall,Inc Englewood Cliffs,New Jersey

6 孙殿卿、高庆华,地球自转与全球构造,地质科学院院刊,1980,562(1)

7 Xu Bing chuan, Dissussion on paleobiomig ration and associated problems, Scientia Sinica (B) 1985. 28: 772 ~ 784

8 Biogeographical Provincialism and Biomig ratory Barriers daring the Permo - Carbon terons in China, Geosournal,1987,14(4) :429~434

9 Mekerrow. W. S &. Scotese C. R, Palaeosoic, 1990 Palaeogeography and Biogeography, London

(地矿部地质力学研究所徐炳川高级工程师撰)

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