上一次讲到，1965年，几个地质学的大拿来到了剑桥大学碰头。包括海斯、威尔逊、瓦因和马修斯他们几个。他们几个一直在研究海底扩张学说。瓦因和威尔逊曾经研究过海底的磁条带异常。他们发现了一个奇怪的现象，我们上次讲过，因为地球的磁极倒转，因此在海底留下了痕迹。海底岩石的磁性是呈现出条带分布的。沿着大洋中脊两侧对称分布。就像是条形码一样。但是有些地方出现了反常的情况，大家可以设想一下，一个条形码，从中间拦腰被横着切成两段，然后错位一下，摆放在那里。
”Z“字形大断层
当时瓦因和威尔逊在太平洋底靠近加拿大和美国边界线的海域发现了这种现象。离岸边几百公里的地方就是太平洋洋脊的一小段，叫做胡安·德·富卡海岭。洋脊按理说应该是一座连绵不绝的巨大山脉。但是在这个地方，山脉被拦腰斩断，分为南北两截，南边这半截被活生生向东推动了300公里，靠近俄勒冈州的外海。就连巨大的海底山脉都被拉的错了位，更别说海底的磁条带了。这是怎么回事呢？
黑色粗虚线就是轴线，明显存在错位
正好是在他们几个大拿聚会的1965年，威尔逊写了一篇论文，讲的就是这种奇怪的现象。既然发论文和聚会是同一年，那么想必他们几个聊天的时候一定讨论过这个现象。这种地形叫做“转换断层”。名字是威尔逊起的。大家有兴趣的话，去看看Google Earth的海底地形。我经常趴着看，别说太平洋，大西洋的中洋脊也有好几处明显的断裂。一条南北向连绵不绝的海底山脉被东西向的断层切开好几条大沟。好端端的山头平白无故的的被横推出去几百里地，形成一个大错位，仔细去看，中洋脊变得像锯齿状，有点像拉链。左右咬合。
大西洋里这样的大错位也很常见
这种横向断裂说明什么呢？说明海底真的横向移动过。所以才有这样的错位。否则怎么解释呢？为什么会形成这样的犬牙交错的形状呢？我们后面会讲到。瓦因和威尔逊沿着胡安·德·富卡海岭继续追踪。发现这个这也是个拉链状的结构。有一个大断层穿过整个加州一直延伸到加利福尼亚湾，加州原本是墨西哥的领土。后来并入美国。所以北边有个美国的加利福尼亚州，南边有个墨西哥的下加利福尼亚，这是个长条形的半岛，和大陆之间相隔一个非常窄的水域，这个长条形的水域叫加利福尼亚湾。就在这个窄条的海底发现了太平洋洋脊的一小部分。很短很短的一小截。横贯加州的那条大断层就和加利福尼亚湾里的洋脊相连。这都是一个系统的。
圣安德烈斯断层
这条大断层就是著名的圣安德烈斯断层，几次大地震的罪魁祸首。为什么这条断层这么活跃呢？就因为这个家伙是个转换断层。转换断层是经常发生地震的。与此类似的还有死海断层。长条形的死海也是在一条断层线上，而且是世界最低的地方。转换断层一般都是在海里，极少有出现在陆地上的，加州倒霉，碰上了这么个玩意儿。
注意中间的交错部分，这里板块走向相反，圣安德列斯断层就是这个类型
转换断层为什么会地震频发呢？就跟这个大错位有关系。大家想象一下，一张纸，从中间一分为二。切口是一道直线。两边分离的时候，谁也不碰谁。假如你切了个“Z“字形的口子，两边拉开这两张纸的时候，是不是某个地方会发生摩擦？圣安德列斯断层就是如此，断层靠太平洋的一边向北移动，靠大陆的另一边向南移动。假如地层是软的倒也罢了。偏巧地层是硬的，脆的。错动的力量足够大的时候，岩石”咔吧“一下断了。于是就大地震了。威尔逊统计了一下海底存在转换断层的地方。不统计不知道，一统计吓了一跳。这哪里是地球，分明是个垒球。我们可以把地球描绘成一个垒球。皮子的接缝就好比是中洋脊，全世界的中洋脊、海沟、岛链都被转换断层连在一起。转换断层就像是垒球上的那些缝合线。整个地球似乎就是好几大块球壳拼接起来的。于是威尔逊就管这种结构叫做板块。地球科学基础理论的3.0版本已经呼之欲出了。
板块构造
板块和大陆不是一码事，虽然有些地方是重合的，但是很多地方是分开的。有些地方虽然在海里，但是却和大陆是连为一体的。有些地方是在地上，但是却和海洋板块是一体的。比如东海南海，这都是海洋，但是海底和亚欧板块是一个整体。太平洋板块基本都是泡在水里的，只有最东边的一丝是在地上，就是加州圣安德列斯断层的西边那一小块。冰岛齐刷刷被亚欧板块和北美洲板块一分为二。板块的边缘几乎都是锯齿状的，到处都是转换断层。板块到底是个啥玩意儿呢？板块和大陆到底是什么关系呢？这就必须从软流圈讲起。我们以前讲到过。地幔传递的热量远比固体传热也强的多。说明地幔是靠对流来传热的。但是地幔全是软的吗？其实也不是这样的。1926年，古登堡就发现地震波在地下两百公里左右的地方传播速度会变慢。特别是高频信号衰减特别快。地震波可以通过，但是速度变慢，想来不可能是液体，而是一种相对较软的东西。对地震波来讲，这东西是硬的。但是也会产生塑性变形，也会极其缓慢的流动。1960年5月22日，智利发生了一次有史以来最大的地震，震级达到9.5级。引发的海啸横扫整个太平洋，一直传到日本，可见这场地震有多厉害。在1万公里以外，海啸还有10.7米之高。当时地球开启振动模式，大概每个钟头都会震一下，持续了1个月之久。这对于地质学家来讲，是千载难逢的机会。要不是这次地震，怎么可能对整个地球的弹性做测量呢？根据地球整体的振动模式，发现地球内部的确是存在低速层的。也就是说，地幔之中并不是均匀的。上地幔的一部分和地壳组成了硬邦邦的岩石圈。莫霍面和软流层并不是一码事。莫霍面代表着地壳的石头和地幔不一样。因此密度不同弹性不同，传播地震波有差异。这不涉及软硬。但是地壳这个词已经被占据了，这是个挺好的词语。
软流圈（Asthenosphere）
那么真正漂浮在软流圈上的这一层只能起名字叫”岩石圈“。这一层是硬的。下边的软流层是软的。我们知道，温度高，岩石会熔化成岩浆。压力太大会把液体的压成固体的。因此在软流圈，温度占了上风，地幔是软的。但是再往下，压力占了上风，地幔就比较硬了，特性是不一样的。现在看来，岩石圈是破损的。不是一整块，而是分裂成了大小不等的几块。这个理论就可以把海底扩张和大陆漂移结合起来了。魏格纳理论的一些毛病也可以被修正了。魏格纳不知道岩石圈，他以为是大陆在漂移呢。其实大陆就是平板拖车上的货物，板块就是平板拖车。板块之间有几种运动关系，两个板块向中间挤，要么就是海底板块插进大陆板块的下面，比如马里亚纳海沟就是这么给挤出来的。要么就是两个板块挤出一座高山。比如喜马拉雅山就是印度板块挤压亚欧板块给挤出来的。当然，还有就是两家分手了，散伙了，两个板块被撑开了。当年非洲和南美是怎么分家的，还不是被大西洋给撑开的嘛！还有就是错动，像圣安德烈斯断层一样，两边平移方向不一样。大陆这种分久必合，合久必分的过程被称为”威尔逊旋回“。基本上威尔逊旋回就是描述大陆怎么裂开，然后缝隙逐渐扩张成大洋，然后大洋的洋底不断的推着大陆板块分开，但是洋底会断掉，破口上会发生重叠，一部分洋底插进了另外一块的下面。然后大陆会逐渐的合起来，最后又并到一起，大约细分成六个步骤。因此威尔逊旋回学说大概算是板块学说的一个总纲。这个威尔逊就是我们前面提到的那个威尔逊。这位也是为板块学说立下汗马功劳的人。而且他为推广板块学说也做了很大的贡献。但是，你只有这种说法是不行的，需要验证，需要找到确实可靠的证据，而且要找到板块移动的规律。板块究竟是怎么运动的，它当然不会是乱动，为什么中洋脊会被转换断层搞得犬牙交错呢？这的确是个问题。这个问题很可能只是个数学问题。1964年，布拉德开始拼接大西洋两岸的大陆。魏格纳只是在地图上拼来拼去。但是地球和地图不是一码事，地球是个球面。布拉德在球面上鼓捣了半天，想起了欧拉当年的一个数学理论。你在地球这种球面上的任何行动，都能理解成是在绕着一个点打转转。靠这个理论，布拉德成功地把非洲和南美给拼到了一起。这就需要大家有足够的空间想象力了。比如说，我在绕着赤道行走，赤道是个圆吧。我在球面上想走出个直线，那是根本不可能的，球面上哪来的直线？我只要沿着纬线圈走，那么其实就是在绕着南北极点转圈圈。一个板块就像是外壳一样是在球面上移来移去，当然可以认为是在转圈圈。但是他们未必绕着地理上的南北极运动，但是科学家们还是能反推出这块大陆是绕着哪个点转圈圈的。这个点被称为板块的”旋转极“。
我们再来想一下，一块板块绕着旋转极在地球表面滑来滑去。角速度必定是一致的，对吧。那么靠近旋转极线速度必定慢，远离旋转极的速度必定快。线速度不一致，麻烦就来了。板块内部难免会产生应力。因此错动也是难免的嘛。那些转换断层的方向必定是沿着运动方向。只要在转换断层线上做个垂直线。应该是交汇在一个点上的。麦肯齐和帕克根据北太平洋的一系列地震做了分析，这些地震都来自于岛链或者是转换断层。他们分析了断层的滑动方向。根据滑动方向，他们发现，这些断层都在绕着一个点旋转。
摩根也是一位年轻的学者，他直接分析了大西洋里转换断层的方向。他发现，这些转换断层都朝向格陵兰岛南端附近的一片海域。也就是说。美洲板块和非洲板块都是绕着这个点旋转。假如以这个点为圆心的话，所有的转换断层都是同心圆。为什么岛链都是弧形的呢？道理也在这里。摩根把地球表面分为20个板块，他画了一张地图，标出了所有这些板块的旋转极。怎么验证他的理论呢？还是去海底查地磁的异常条带。这个条带可是代表着海底扩张速度，既然是在转圈圈。那么必定扩张速度不一样。统计下来，数据是完全符合摩根的预测的。地球上的这些板块移动起来还真的是简单的绕圈圈运动。法国人勒皮雄更进一步，他的资料是最详细最丰富的的，把地球划分为六大板块就是他干的。当然其实板块内部还是可以继续划分的。我国为什么地震这么多，就是因为脚底下的岩石圈其实是支离破碎的。我国这块国土脚底下的历史，那真是一言难尽。你想想，南北方的分界线昆仑山-秦岭-淮河这条线是怎么形成的，怎么美国就没有横着的大山脉呢？人家的山为什么全是竖着的？背后也是一段荡气回肠的板块运动的历史。现在先按下不表，卖个关子。
够复杂吧，上一门40学时的课，也只能了解个皮毛
既然大陆分分合合其实都在转圈圈，那么可以用角度来表述。南太平洋的扩张角速度是最快的，大概100万年就会张开1度。大西洋是1千万年3.7度。勒皮雄的计算是不是准确呢？可以用实际测量的办法去检验。冰岛是大洋中脊露出水面的地方，在那里设置了很多的标杆。用激光去测量距离。好几年下来，的确是扩张了几厘米，平均速度大概是每年1厘米的样子。美国加州圣安德烈斯断层也是监视的重点，毕竟这里经常闹地震，十有八九都跟这条断裂带有关系。这条线东边在往南走，西边在往北走。但是这条断层线很长，有1300公里长，各处的速度并不均匀。平均下来是每年4厘米左右。理论计算速度应该是大约5厘米，八九不离十。但是北边的旧金山经常是巍然不动，力量一直得不到释放，这等于是在憋大招。等到1906年，终于憋不住了，发生了一场7.9级的大地震，积攒了多年的力量一次性爆发出来，断层滑动了6米。你想想当时是什么情景。你站在断层线上。你就看这对面的小土包突然平移了6米，太吓人了。地皮上的旧金山受得了吗？城市80%被毁。
1906年旧金山大地震
城里煤气管道损坏引发了大火。很多损失是火灾造成的。当然 很多人听信传言，说地震受损的的房子政府就不包赔了，政府只管着火的。有的居民觉得亏得慌，就自己一把火把房子烧了。因为地震，城里供水系统全完蛋了，因此烧起来就没办法救。最后火烧连营，整个城市都烧的很惨。旧金山那叫一个惨不忍睹啊。当然圣安德烈斯断层也不是一直这么危险，但是断层线的错动一直在发生。某些人小时候住在圣安德列斯断层线附近。少小离家老大回，等晚年扛着包袱回到老家，他大概会发现，断层线另一边的小房子、树啊等等一些东西会移动了几米。再过大概1000万年的样子，南边的洛杉矶就会搬家到现在旧金山的位置了。旧金山哪儿去了呢？估计就搬到海里去了。勒皮雄的理论比当年的魏格纳要强多了，因为他是基于精确的测量和计算。大陆和洋底的运动真的符合他的计算。但是他也面临挑战，在上世纪的60年代，曾经有个地球膨胀说曾经掀起了一些浪花。这又是一个什么样的学说呢？下次再说。
