太平洋是当代地球上最大的构造单元,而在海底扩张和板块构造说中的古太平洋,则更是前所未有的巨大。与后来的大西洋、印度洋和北冰洋相比,它有着许多特有的、与众不同的演化史,如环太平洋的地震火山带,广泛发育的岛弧-海沟系,大洋两岸地质构造历史的显着差异……这就使许多人相信太平洋可能有着它自己与众不同的成因。如果像海底扩张论所讲的那样,大西洋、印度洋和北冰洋都是由于海底扩张的原因由古太平洋孕育而成,那么,作为母亲的古太平洋成因又该如何解释呢?
长期以来,科学家们提出过许多关于太平洋成因的假说,其中最引人注目的是19世纪中叶,乔治·达尔文(1879年)提出的“月球分出说”。
达尔文认为:地球的早期处在半熔融状态,其自转速度比现在快得多;同时在太阳引力作用下会发生潮汐。如果潮汐的振动周期与地球的固有振动周期相同,便会发生共振现象,使振幅越来越大,最终有可能引起局部破裂,使部分物体飞离地球,成为月球,而留下的凹坑遂发展成为太平洋。
由于月球的密度(3341克/立方厘米)与地球浅部物质的密度(包括地幔顶部橄榄岩层在内的岩石图的平均密度为32~33克/立方厘米)近似,而且人们也确实观测到,地球的自转速度有愈早愈快的现象,这就使乔治·达尔文的“分出说”获得了许多人的支持。
然而,有些研究者却指出,要使地球上的物体飞出去,地球的自转速度应该非常快,亦即一昼夜的时间不得大于1小时25分。难道地球早期有过如此快的旋转速度吗?这显然很难令人相信。再者,如果月球确是从地球飞离出去的,那么月球的运行轨道应在地球的赤道面上,事实却不是如此。还有,月球岩石大多具有古老得多的年龄值(40~455亿年),而地球上已找到的最古老的岩石仅38亿年,这显然也与飞出说相矛盾。
20世纪50~60年代以来,由于天体地质研究的进展,人们发现,地球的近邻——月球、火星、金星、水星等——均广泛发现有陨石撞击坑,有的规模相当巨大。这不能不使人们想到,地球也有可能遭受到同样的撞击作用。1955年,法国人狄摩契尔最先提出,太平洋可能是由前阿尔卑斯的流星撞击而成的。他还认为这颗流星可能原是地球的卫星,直径几乎为月球的两倍。此后,还有一些人提出了类似的观点。可惜多属臆测,没能提出足够的证据。
近年,我国学者在研究了月球等类地天体的地质特征后,对比月球上凹陷的五海,进一步论证了太平洋系撞击形成的可能性。
月海,是月球早期小天体猛烈轰击形成的近似于圆形的洼地,其底部有稍后喷溢的暗色熔岩物质(月海玄武岩)所充填。这一点已被现代科学的考察所证实。月球上最大的月海——风暴洋面积达500万平方千米。中国学者认为太平洋与月海具有如下的共同特征:
月海在月球上的分布是不均匀的,集中在月球正面的北半球,太平洋也偏隅于地球一方,这反映了早期撞击作用的随机性。
月海具有圆形的外廓,并比月陆平均低2~3千米;太平洋也大致呈圆形,比大陆平均低3~4千米。
地球的大陆由年代较老、密度较小的硅铝质岩石构成,而海洋则由年代较近、密度较大的玄武质岩石组成;月球也是这样,月海也由年龄较小的玄武岩组成。
地球上的大陆地壳厚度较大,介于30~50千米之间,洋壳较薄,一般为5~15千米;月球也有类似情况,月陆壳一般厚40~60千米,月海壳则一般小于20千米。
重力测量证明,月海具有明显的正异常。太平洋的情况比较复杂,但比周围大陆也具有较高的重力值。
月海周围有山链环绕,而太平洋周围也有山链。
在太平洋底发现有边缘和中央海岭,而在一些较大的月海中也同样可见有堤形的隆起,分布于月海中央和边缘。
太平洋东部具有以岛弧、边缘海组成的,从洋壳过渡为陆壳的过渡区,在一些月海边缘也可见有所谓“类月海”的过渡区。
这种比较说明,太平洋是在地球早期形成时的巨大撞击盆地。一部分学者认为:
地球上的海洋形成于早期的地球大致上达到了现在的质量时。这时,地球具有强大的引力吸引周围的固体物质,致使周围的一些固态物质以极高的速度(112米/秒)撞向地球。如此剧烈的碰撞必然会产生极高的温度。这种温度估计可达10万摄氏度,因而足以使碰撞物体本身和地球表面碰撞区的物质完全汽化。碰撞以后,地球表面由此而形成的热点很快会冷却下来,留下一个坑陷区。过一段时间,接踵而来的碰撞又会造成另一些热点和坑陷。这其中最大的一个,就成了后来的古太平洋洋盆。
然而,这仍然只是一个推论。因为在漫长的地史时期中,太平洋盆地已经历了多次的剧变,原来的古洋盆面目不复存在,在这种情况下,要真正弄清古太平洋的来源,还有大量的验证工作要做。