中国从哪来?这是所有中国人都感兴趣的话题。
三国演义中有这样一段话,天下大势久分必合久合必分,这句话用在地球大陆上也是合适的。在古生代之前的几十亿年中,地球上的陆地多次聚集在一起形成超级大陆,然后又因为特定的力量让超级大陆的不同部分分裂开来形成不同的陆块。超级大陆的形成周期大约是5亿至10亿年。
为什么会出现这种周期性的现象?按照今天的科学来解释,地球自转有两种分力,分别是向西漂移的潮汐力和指向赤道的离极力,地球上较轻的硅铝质的大陆块漂浮在较重的黏性硅镁层之上,由于潮汐力和离极力的作用不同就使大陆各板块发生不同的运动,就会周期性地形成超级大陆,然后超级大陆又会不断解体,这就是人们熟悉的大陆漂移学说。
距离今最近的超级大陆叫做盘古大陆,盘古大陆一直存在到距今2.5至2.0亿年之前,这反过来就意味着2.5至3亿年亿年之后的地球可能会再次聚合,但如果我们想见到这一刻就必须期盼人类有这么长的“寿命”。
盘古大陆的形成过程就与中国大陆的形成过程紧密相关。
中国大陆主要由三大板块构成,他们分别是华北板块、华南板块和塔里木板块。
塔里木板块就是今天的塔里木盆地及周边地区,它已经有33亿年的年龄。
华北板块是世界上最古老的板块一,现保存有38亿年的基底岩石,说明这个板块至少在38亿年前就已经存在了。华北板块包含了现在的西北地区、东北地区和华北地区,当然还可以细分为不同的地块,比如鄂尔多斯地块、西部地块、华北地块,中朝地块,等等,渤海湾盆地也属于华北地块。
华南板块主要包括扬子板块、华夏地块和华南褶皱系,下图是华南板块伊始时期的地理图,大致来说,现在的长江流域,长江上中游以东都属于这个板块,而华夏地块则包括华南褶皱带和向东的水下部分。与华北板块和塔里木板块相比,华南板块纯属小字辈,在七亿年前才逐渐浮起。
四川盆地有时会根据具体研究的需要而被当作是独立的单元。西南地区构造较为复杂,地处多个板块边缘交汇处,这里常常被当作印度——青藏高原碰撞形成的“挤出构造”。
经常有人将中国说成有南中国和北中国,这与中国大陆的构造过程相吻合。
地球历史被分为古生代、中生代和新生代。石炭纪属于古生代的第5个纪,是古生代的末期,持续的时间大约是从3.55亿年前至2.95亿年前,延续的时间约为6500万年。由于这一时期形成的地层中含有丰富的煤炭,因而得名“石炭纪”。石炭纪的气候异常温暖湿润,远非今天可比,沼泽遍布大地,陆地上出现了大规模的高大、茂密的森林,高达40米,让陆地生物空前发展,这就给煤的形成创造了条件。进一步推论可知,二氧化碳是这些高大、茂密森林的“营养”,这说明当时地球上的二氧化碳浓度比今天要高的多,而当时的地球上并没有人类的化石能源活动,这些高浓度二氧化碳的形成显然与人类活动无关。他们的来源只能是地球的地质活动,比如大规模火山喷发,等等。
在石炭纪时期,地球上陆地的情形大致是下图的样子,在图中您可以找到今天各国的位置,中国大陆的华北、华南板块与塔里木板块还没有完全闭合在一起,而华南板块的一部分居然还位于赤道以南;今天的阿拉伯地区还与非洲在一起,而印度板块和澳大利亚板块还与南极大陆连接在一起,他们都位于赤道以南;欧洲、格陵兰和北美还没有分开,他们都位于盘古大陆的北方,即劳亚大陆。盘古大陆的周围是泛大洋。
到距今1.8亿年左右的中生代时期,北美和欧亚大陆依旧属于同一块大陆。当中央大西洋开始张裂、劳亚大陆开始顺时针旋转,把北美洲往北方推送,欧亚大陆则向南移动。劳亚大陆这种顺时针的运动,导致了当初将它与冈瓦纳大陆分开的V型古地中海、即原特提斯海开始闭合。一片宽广的古地中海将北方的劳亚大陆与冈瓦纳大陆分隔两处。
在距今约1.5亿年的侏罗纪晚期,中央大西洋已经张裂成一个狭窄的海洋,东冈瓦纳也与西冈瓦纳开始分裂。
白垩纪是中生代的最后一个纪,起始于1.45亿年前,结束于6600万年前,直到这个时候北美与欧洲依旧相连,澳大利亚大陆依旧是南极洲的一部分,但印度陆块却从马达加斯加分离开来,开始跨越大洋向北移动。到距今一亿年前,印度陆块已经开始撞击亚洲大陆,由于印度陆块的质量更大,在撞击的过程中就会倾向于向下运动,而亚洲大陆就倾向于向上运动,结果在印度陆块的挤压和撬动作用之下,距今7000年时青藏高原开始隆起,最终形成世界屋脊,这就是中国青藏高原的形成过程,塔里木板块也在这个过程中成为了盆地。印度陆块撞击亚洲大陆的过程,基本就是喜马拉雅-地中海地震带东段的形成过程。
在新生代早期,大约5500至5000万年前,北美、格陵兰终于从欧洲大陆漂移开来,与南极大陆相连的澳大利亚陆地开始脱离南极大陆迅速向北漂移,然后撞上了亚洲的东南部。
说完青藏高原、塔里木盆地的形成过程,我们再回过头说中国大陆的形成过程,这可比印度陆块撞击亚洲大陆的时间要早的多。
约七亿年前华南板块浮出水面之后,它与华北板块起先还有一段距离,中间是一望无际的浩瀚大海。他们先是越来越远,后来在地球内部动力的作用下又逐渐靠近,4.5亿年前前后,两大板块终于开始碰撞,彼此的方位是华南板块被华北板块压在下面,华南板块向下俯冲,把华北板块的边缘拱了起来,大地的隆起就使海洋消失了,两大板块完全拼接在一起形成了中国大陆。在板块的拼接处就形成了一系列的从西向东的山脉,最著名的当然就是最初的秦岭,但如果说秦岭的隆起只是华北板块和华南板块的撞击的结果也并不完全正确,在后来印度陆块与亚洲大陆撞击的伊始就影响到了秦岭,导致秦岭加速抬升,现在我们看见的秦岭也就形成了。著名的华山也是在这个时候拔地而起的。这场造山运动还将秦岭的西段与昆仑山脉连了起来,形成了一条线,这就是我们大西北的南界,可以说秦岭崛起了,大西北也就随之诞生了。
然后,我们还不能忘记华北板块与柴达木板块之间的运动过程。现在的研究表明,至少在5.5亿年前,两大板块还是邻居,这意味着并不直接“接壤”。地质上有一个名词叫海西运动,是晚古生代地壳运动的总称,持续的时间包括泥盆纪、石炭纪和二叠纪,持续的时间是4.2亿年前至2.5亿年前。由于涉及到一系列的地质专业词汇,就只说结果,海西运动的完成,形成了中国北方一系列的山脉,也完成了华北板块与柴达木板块的连接过程,欧亚大陆东部也就形成了一个联合的古大陆,这就是今天的中国大陆、俄罗斯东方地区和中亚地区。
这就是过去数亿年间发生的事情,从地质上形成了中国。
上述演变不仅波澜壮阔,还具有非常现实的社会意义,它们是研究地震学的基础知识,源于大陆板块和陆块的撞击就会形成一系列的断裂带,就会成为地震高发地区,中国大西南之所以地震高发,就源于这个位置是多个板块的交界处,是板块撞击所形成;同时还是地质勘探活动的指引,板块撞击让海洋隆起为陆地甚至高山,往往是金、金属矿产的富集区,最典型的是秦岭,它是中国最重要的金脉和稀有金属矿脉之一。
有一部电影叫《日本沉没》,说的是随着大地震的频发,日本有可能会沉没,原因有两个:首先是,频繁的地震导致土溶,即俗称的地陷,最终影响整个日本列岛;其次是,日本在马里亚纳海沟的边缘,有向海沟滑落的趋势。
但更应该警惕的是日本列岛、台湾岛和中国东南部沿海地区有可能隆起,是否会像印度陆块与欧亚板块撞击过程中一样形成“青藏高原”?谁也不知道。
印度陆块向欧亚板块的下方俯冲,结果形成了喜马拉雅山脉和青藏高原,在这个过程中不断发生的大地震都属于逆冲型地震。然后我们看看东亚、东南亚地区各板块的俯冲方式,见下图。
太平洋板块和菲律宾海板块是海洋板块,海洋板块的质量更大,所以这两大板块一直在向欧亚板块的下方俯冲,目前的俯冲速度是每年几厘米,影响并不大,可一旦到了地壳运动剧烈的周期,俯冲就有可能加速导致该地区加速隆起,说该地区有可能会成为另一个高原,并非没有凭证。
数千万年甚至数亿年后,上海的朋友们如果站在高原上眺望远方的大海,也会心潮澎湃。
事实上,日本的隆起已经发生了。2024年1月1日日本能登半岛发生了7.6地震,这场地震就属于典型的逆冲型地震,造成震中附近大面积的地表隆起,最高隆起幅度超过了4米,海岸线也发生变化,部分海域变成了陆地,让日本的国土面积变大的同时,海拔也提高了。
过去曾说到,如果太平洋板块和菲律宾海板块的俯冲加速进行,让日本漫画家龙树谅的书中预言得到验证,中国上海等东南沿海地区,台湾列岛,日本、朝鲜半岛有可能实现接壤,这确实不算是什么稀奇事。