海沟——“地狱”的入口处
暗无天日的深渊
1960年1月23日，太平洋西缘马里亚纳海沟的洋面上，惊涛奔涌，狂风怒号。有两位勇敢的科学家乘坐在美国“的里雅斯特”号深潜艇里。潜艇凭借着压载钢球的重量，就像天女下凡似地直向地球的深渊飘落下去。两个多小时后，人类终于第一次到达海底的最深处。水压计指示这里的水深是11000米，这比珠穆朗玛峰的海拔高度还要大2000多米。11千米高的水柱压到了深潜艇身上，它的分量恐怕不下于当年压在孙猴子身上的五行山。潜艇承受了大约15万吨重的压力。虽然潜艇的壳体由一种强度特高的合金钢制成，它的直径仍然被压缩了1.5毫米。
海底的深沟，是由坚硬的岩石组成，海底上盖着薄薄的一层泥沙。沟底的软泥，有的来自繁殖于海面上的微小生物的遗体。因为它们太小了，太轻了，从海面沉到海底，大约得一年光景。另外，沟坡上的泥沙偶尔也会崩落到沟底。海沟的上部比较开阔，越往下，渐渐缩窄，与长江三峡等陆上峡谷的形势相仿佛。可是，就规模大小说起来，名扬中外的长江三峡，摆到深逾万米的马里亚纳海沟面前，那就惭愧得很，只不过是巨人面前的林儒罢了。
世界海洋的平均深度不到4000米，而全球19条海沟的水深却都在7000米以上，是名副其实的海底深渊。多少年来，科学家们一直在苦苦思索：海沟为什么会这样深？难道它仅仅是海底上一种偶然的起伏不平？
在海底的深渊里，终年暗无天日。这里见不到海面上的浪涛，也听不见人世间的喧嚣。它是如此的幽深，莫非已临近传说中的地狱冥城？
直到20世纪60年代，地球科学家才渐渐明白；就在这寂静诡秘的世界里，正发生着一桩惊心动魄的事情。
原来，海底的深渊，果然就是“地狱”的入口处。海底地壳就在这儿被一股疯狂的无形的力拖进地底去了。
海底最深的地方，并不像某些人所想象的，是在大洋的中央。恰恰相反，19条海沟几乎都坐落在大洋的边缘。而且，绝大多数海沟环绕在太平洋的周围地带。海沟或者与大洋边缘的群岛配对，例如，日本海沟、琉球海沟和菲律宾海沟等就紧挨在日本群岛、琉球群岛和菲律宾群岛边上，海沟、群岛形影相随；海沟也可以与大陆边缘的海岸山脉相伴，例如，与南美洲安第斯山平行排列的，是太平洋东南缘的秘鲁－智利海沟。海底地壳在海沟底并不是直着身子被拖进地球的内部，而是倾斜地插入旁边的群岛或大陆底下。
火山地震的肇事者
现在我们可以明白，海沟之所以这样深，就是因为海底在这儿向下弯曲，沉潜到相邻大陆或群岛之下的缘故。这情景很像水面上的冰块，一个冰块斜插到另一冰块之下，两个冰块相互重叠起来。在海沟附近，大陆地块骑跨在海底地块之上，陆块向上仰冲，被高高地抬起来；海底则向下俯冲，深深地下陷。目前，南美洲的安第斯山上冲到六七千米的高度，旁边的智利海沟却沉于海面下7000余米，二者高差将近1.4万米。这是地球表面上最大的起伏不平。
当然，浩大的地壳块体毕竟不是冰块。我们粗粗估算一下，太平洋地块的重量大约就有200000000000亿吨。这样一个庞然大物强行冲进大陆地块之下，自然非同小可，必定会弄出些骇人的事变来。
1923年9月1日中午，邻近日本海沟的东京、横滨一带，大地突然颤抖起来了，在几秒钟以内房屋纷纷倒塌。当时多数人家正在做午餐，火炉翻倒，许多地方腾起了熊熊大火。居民们挣扎着逃出屋外，每个人都在仓惶地奔逃，可是，谁也不知道要跑到哪里去，许多人漫无目的地乱兜着圈子，街道上越来越拥挤不堪。终于，有人省悟过来了：要尽快逃离这坍塌和燃烧着的闹市区。歇斯底里的人群争先恐后，一片混乱。在这场著名的关东大地震以及由它导致的大火中，大约55亿日元的财产毁于一旦，伤亡人数达24万。
事实上，全球80％的地震都集中在太平洋周围的海沟以及它附近的大陆和群岛区，这些地震每年释放出的能量，足可以举起整座喜马拉雅山，或者说，可以与爆炸10万颗原子弹相比拟。并且，陆地上的大多数火山也集中在环绕太平洋的周围地带，所以这一带有“火环”之称。
太平洋周围火山地震特别多，这些，地质学家早有所知。可是，其缘故过去一直说不大清楚。现在，总算真相大白了。太平洋周缘火山、地震的肇事者，就是海底地壳沿着海沟的俯冲作用。在海底地壳和大陆地壳相互冲撞的海沟邻近地带，有史以来地震灾害大约夺走了几百万人的生命，他们实际上是死于地壳运行的“车祸”之中。
地震发生的深度也很有规则。在海沟附近，地震震源比较浅，向着大陆方面，震源的深度逐渐变大。把这许多地震震源排列起来，刚好组成一个从海沟向大陆一侧倾斜下去的斜面。这个倾斜的震源面实际上标出了海底地块向大陆一侧俯冲下去的踪迹。
海沟与大陆漂移
后来，地球物理学家还算出了各条海沟的海底俯冲速度，它们大多在每年7～8厘米左右。千岛海沟、日本海沟、菲律宾海沟等仿佛是无底的陷阱，西北太平洋海底正以每年近10厘米的速度钻入其中，于是，这些海沟两侧的地块渐渐聚合靠拢。比如上海与太平洋中的夏威夷群岛之间的距离就一直在缩短，夏威夷群岛正随着太平洋海底向西偏北方向移动。夏威夷群岛的檀香山，如今是游览胜地，何等的繁华，但在几千万年后，檀香山连同整个夏威夷群岛都将葬身于日本海沟，而被拖进“地狱”之中。
太平洋周缘的海沟好似一张张吞吃海底的大口。若干亿年后，整个太平洋闭合消逝了，中国有可能与美国碰撞相遇，在两国之间将会升起一座像喜马拉雅山那样高峻的山岳。因为在1亿多年前，印度与我国西藏之间就曾隔着一个辽阔的古地中海。在当时，古地中海北缘也有吞食海底的深沟。大约4000万年前，古地中海合拢了，印度与我国西藏碰撞在一起，就仿佛汽车相撞使车头变形一样，印度和我国西藏之间猛烈地挤压拱起来。高冲霄汉的喜马拉雅山便是这样形成的。
如此看来，海沟的存在，对于大陆漂移运动是不可少的。当一块大陆向前漂移时，难免要盖没前方的海底。这部分海底正是通过海沟这张大口俯冲潜没于相邻大陆之下。所以在一块漂移着的大陆的前缘，一般都展布着一列列的海沟。向西漂移的美洲大陆，其前缘是中美海沟、秘鲁一智利海沟。随着美洲大陆向西漂移，它前方的太平洋收缩了，后面的大西洋则扩展开来。向东漂移的欧亚大陆，其前缘有日本、琉球、菲律宾、马里亚纳等海沟。太平洋周围的大陆（欧亚、澳大利亚和美洲大陆）的漂移方向，大体上都指向太平洋内部。
地球内部物质不停地沿着大洋中部的裂谷喷吐出来，生成新的海底，并缓缓向两侧扩张推移，在大洋边缘的海沟里，老的海底被消灭，重新返回到地球内部。海底犹如不息的传送带，有生有灭，不断地更新。有的大洋海底生的多，灭的少，如缺少海沟的大西洋、印度洋，大洋不断扩展；另有的大洋海底生的少，灭的多，如太平洋，则渐渐萎缩。我们的地球表面，就是由漂移着的大陆和变动着（扩张或收缩着）的大洋所组成。
海底古磁性条带之谜
19世纪末，著名科学家居里在自己的实验室里，发现磁石的一个特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性会消失。后来，人们把这个温度叫“居里点”。组成地壳的岩石含有铁矿物质，在成岩过程中因受到地磁场的磁化作用，获得微弱磁性；显而易见，被磁化的岩石与当时的地磁场是一致的。人们还发现，无论地磁场怎样改换方向，只要它的温度不高于居里点，岩石形成的磁性是不会改变的。也就是说，只要能测出岩石的磁性，也就能推知当时的地磁方向，这就是人们常说的化石磁性。正如地层中的生物化石一样，化石磁性完全可以用来指示地层形成时的环境条件，可以用来指示岩石形成时的地磁场强度及其方向。研究地球历史的地磁场变化规律的学说，叫作古地磁说。
为了寻找大陆漂移说的新证据，从20世纪40年代后期开始，古地磁学家把研究的重点转向大洋底部。
被发现的海底磁性条带
第二次世界大战结束之后，人们对海洋的探测技术有了很大提高，高灵敏度的磁力探测仪研制出来，并被运用到海洋调查中。首先进行这项研究工作的是美国哥伦比亚大学的拉蒙特地质研究所和斯克利普斯海洋研究所。这两个研究所的地质学家共同合作，从1948年开始，用了近10年时间，使用拖曳式磁力仪，在大西洋中脊上的海面上，往返航行近20个航次，进行古地磁调查。之后，另外一艘美国海洋调查船“先驱者号”在美国政府的资助下，使用全磁场磁力仪，以密集的测线和站位布点，对太平洋特定海域进行了古地磁测量。这两次调查，使人们获得了较为系统的大面积洋壳岩石磁性资料。科学家把所获取的古地磁资料进行对比分析，然后把磁力强度相同的洋底岩石用等值线的方式标绘在地图上。结果人们惊奇地发现，这些等磁力线条带，大都呈南北方向平行于大洋中脊两侧，而且磁性正负相间；每个条带长约数百千米，宽度多在数十千米。磁化强度很高的海底磁性体，形成了正向磁性条带，而相邻近的磁化很弱的海底磁性体，则形成负向磁性条带。分布在大洋底部的一条条磁性条带，就像是海底岩石呈条带状被磁化后引起的。海底磁性条带的发现，成为当时地学研究的一大奇迹，它的成因机理也是人们探讨的课题。
地球磁场转向的标记
海底磁性条带被发现之后，引起世界各国地质学家的极大兴趣。人们对海底磁性条带的形成机理，提出过种种假说。在众多假说中，最有代表性的是英国剑桥大学的两位学者，一个叫瓦因，另一个叫马修斯。这两位学者提出的海底磁性条带成因假说，直到今天仍为大多数地质学家们所接受承认。
从1963年开始，瓦因和马修斯就对人们已经获得的一大堆海底磁性条带的资料进行研究，力求找到海底磁性条带成因机理，和它存在的地学意义。在他俩从事这项研究之前，海底扩张说已在地学研究领域中初步形成，特别是著名地质学家赫斯提出的。“盖奥特”（即平顶海山）成因说理论对海底扩张说提出了有力证据。早先魏格纳提出的大陆板块说被冷落一段时间之后，又再度兴起。在这种背景下，这两位英国学者，把自己的研究和海底扩张说联系在一起，力图从古地磁学的角度来解释海底扩张说。瓦因和马修斯认为，海底磁性条带的出现，不是由于磁化强弱不均引起的，而是由于某种原因，地磁场转向的背景之下形成的。当新的海底岩石在大洋中脊形成之时，如果当时地磁场正处在正向时，那么，就能获得正向岩性磁性条带；反之，则得到反向岩性磁性条款。这就是说，由于海底发生扩张，具有正向的海底岩石将被后来形成的新岩石推向两侧；如果此时处在反向地磁场的地质时期，形成的岩石当然具有反向磁性。在地球的地质演化过程中，地磁场曾发生多次反复转向，伴随的是新洋壳沿洋中脊不断地形成，不断扩张。这就在今天的洋壳上留下一系列磁化方向正反相间的磁性条带。从海底磁性条带分布的情况看，每次地磁场转向，都在当时新形成的海底上留下磁向的标记。也就是说，海底磁性条带实际上可以被看作是地球磁场不断转向的历史记录。
从另外一个方面来讲，假如世界上各大陆自古以来，从来就未发生过移动的话，那么地球上只能留下一条磁极迁移线。但是，地质资料告诉人们的事实是许多条极向不同的磁性迁移线。通过技术手段，人们在北美洲和欧洲大陆上，分别测得北磁极的迁移线，尽管北美和欧洲相距遥远，但磁极迁移线却十分相似，而且几乎是平行的。如果想把它们合并成一条线，只要把北美大陆向东移动3000千米，使两块大陆连接起来，形成一个完整的大陆板块。这个大陆块正好占据了大西洋今天的位置。这种推理假说如果成立的话，不正好与半个世纪之前，魏格纳提出的“大陆漂移说”不谋而合了吗？
瓦因和马修斯关于海底磁性条带的解释，又使“海底扩张说”得到一个有力的证据，人们有理由相信，地球上的大陆是在漂移的。