![کودکی نظریهی تکتونیک صفحهای کودکی نظریهی تکتونیک صفحهای](https://rasekhoon.net/_files/thumb_images700/article/0044646.jpg)
منبع: راسخون
بزرگترین مشکل در زمین شناسی همواره مسألهی مقیاس بوده است. هیچ شیء دیگری در عالم (به جز روان آدمی) سلطهای هم سنگ تسلط زمین بر حواس ما ندارد. اگر بشر از فضای بیرون بر زمین فرود میآمد، شاید مطالعهی تمام کرهی زمین و آغازیدن با بزرگترین عوارض توپوگرافیکی و سپس تنگتر کردن مقیاس آسانتر میبود. نقشه کشی زمین شناختی دویست سال طول کشید تا برخی از نوابغ بشر که برای جهان نگر بودن آمادگی داشتند توانستند اطلاعات یک کتاب خانهی کامل را به صورت یک نظریهی جهانی ساده در آورند که چگونگی تحولات پوستهی بیرونی زمین در گذر زمان را شرح دهد. این نظریه که نظریهی تکتونیک صفحهای نامیده میشود تنها کمتر از نیم قرن قدمت دارد، ولی مستقیماً از نظریهای قبلی به نام نظریهی رانش قارهای زاییده شده است.
رانش قارهای بیشتر پدر بزرگ تکتونیک صفحهای است تا پدر آن. دو نسل از شاگردان، نظرات استادان خود در مورد نظریههای کهنتر را رد کردند تا این که نظریهی تازه پدید آمد. از دههی 1920 تا دههی 1960 نظریهی قارههای رانده شده عقب نشینی میکرد. در اواسط دههی 1960، هیجان حاصل از پذیرش مدل زمین پویا فقط هیجانی مربوط به اثبات یک نظریهی جدید نبود، بلکه اصالت کاملی داشت. زمین شناسان با روحیهای شاد و رضایتمند از کشفیات خود، در بارهی انقلاب علمی خود سخن گفتند و نوشتند و در جستجوی یافتن بنیان گذار انقلابشان توجه آنان به طرف یک مرد تمرکز یافت: آلفرد وگنر.
وگنر پس از دریافت دکترای اختر شناسی در دانشگاه برلین به علم نوپای هوا شناسی روی آورد تا لااقل تا حدی شرایط ضروری برای شرکت در اکتشاف گرینلند را حائز شود. در زمستان مهارتهای اسکی و اسکی روی یخ را آموخت و در تابستان در اسباب بازیهای علم جدید هوا شناسی – بادبادکها و بالونها – کار آزموده شد. او و برادرش کورت به عنوان بالون سوار، در سال 1906 رکورد جهانی برای تحمل پرواز به مدت پنجاه و دو ساعت را به دست آوردند. در همان سال، وگنر پس از کسب شهرت، به عضویت یک گروه دانمارکی برای اکتشاف شمال شرق گرینلند پذیرفته شد و دو سال در آن جا اقامت گزید.
او پس از بازگشت در سال 1908، به تدریس هوا شناسی در دانشگاه ماربورگ مشغول شد. گر چه سرسختانه بر روی ترمودینامیک جو تحقیق میکرد، در سال 1910 نخستین بینشهای خود را در مورد اشتقاق و تفکیک قارهها برای پیدایی اقیانوس اطلس به دست آورد. بنا بر روایت معروفی که برخی از تاریخ نگارانِ نظریهی تکتونیک صفحهای کراراً گفتهاند، وگنر هنگامی به این نظر رسید که با بیحوصلگی ترکیدن یخ و انشقاق آن به صورت تختههای یخ شناور را تماشا میکرد. عمل کرد تأثیر این حادثه هم چون اشراق در عارفان بود. هر چند که قیاس با یخ در مدلهای اولیهی رانش قاره ای وگنر و دیگران بسیار اهمیت داشت، ولی بنا بر گزارش خود وگنر، او هنگام نیل به این اشراق در نزدیکی گرینلند نبود. به احتمال زیاد بصیرت وی از طریق خواندن مقالهای شکفته شد که در سال 1909 در آلمان انتشار یافت و آن را مدیر معدن زغال سنگ در یورکشایر به نام و. ه. پیکرینگ نوشته بود.
وگنر مقالهی پیکرینگ را در نخستین مقالهی خود در بارهی رانش قارهای ذکر میکند. اصطلاحی که وگنر به کار برد Verschicbungen به معنی جا به جایی است که بعدها به صورت رانش در آمد. هم چنین وگنر از دو اندیشهی پیکرینگ بهره میگیرد: دو طرف اقیانوس اطلس، نه در خطوط ساحلی بلکه در لبهی ژرفا شیب (فلات قاره) جفت میشوند؛ ترسیم سادهی نواحی زمین در دامنههای مشخص عمق و ارتفاع سودمند است. این ترسیمهای عمق و ارتفاع متفقاً با نظر ایزوستازی (هم ستادی)، یعنی حالت پایدار سطح زمین، آشکار کرد که قارهها و اقیانوسها منشأ متفاوتی دارند. پیکرینگ عقیده داشت روزگاری زمین با پوستهی قارهای ضخیمی پوشیده بود که دو سوم آن کنده شد و به صورت توپ آراستهای در آمد و به عنوان ماه در مداری قرار گرفت. با این همه، وگنر معتقد بود که زمانی تمام کرهی زمین را پوستهی قارهای نازکی پوشیده بود که به صورت قشرهای منفرد ضخیمتر انباشته گردید و این قارههای کنونی هنوز در حال ضخیمتر شدن هستند و از این رو مساحت آنها کوچکتر میشود. وگنر این اندیشه را پس از انتشار مقالات اولیهی خود رها کرد.
نظریهی پیکرینگ بیشتر در بارهی پیدایی ماه از اقیانوس آرام بود تا در مورد حرکت قارهها. ولی یک زمین شناس امریکایی به نام فرانک برسلی تایلر، دو سال پیشتر از وگنر، نظریهی دیگری را عرضه کرد که فقط بر پایهی حرکت قارهها بود. تایلر اطلاعاتش را از ادوارد زوس اتریشی اخذ کرد و تحقیقاتش را بر الگوی جوانترین رشته کوهها و گرد هم آیی مجدد پارههای قارهای پیرامون اقیانوس اطلس شمالی متمرکز کرد. بی گمان مقالهی تایلر از آثار اولیهی وگنر (که از تایلر هم ذکر میکند) اصیلتر است. ولی بر خلاف وگنر، تایلر به منشأ کلی قارهها، ایزوستازی (هم ستادی)، گرمایش رادیو اکتیو، و لغزش سنگ نپرداخت.
وگنر نخستین بار در ششم ژانویهی 1912 در بارهی تشکیل قارهها سخن گفت و لُبّ آن گفتار در همان ماه در نشریهی علمی دانشگاه ماربورگ با عنوانِ ابتکاریِ جا به جایی افقی قارهها چاپ شد. ساختار این نخستین مقالات و استدلالهای گوناگون آنها، به همان سان در تمام نوشتارهای وگنر در بارهی رانش قارهای، خصوصاً در کتابش، باقی ماند. آخرین استدلال او همیشه بر زمین سنجی (ژئودزی) – تعیین موقعیت دقیق نقاط زمین – متکی بود، زیرا وگنر دریافت که یگانه برهان نظریهی او فقط میتواند به اندازه گیری رانش در حین عمل متکی باشد. این اندازه گیریها همیشه میان گرینلند و اروپا انجام میگرفت، زیرا وگنر اصرار داشت که اروپا به سرعت از قارهی یخ زدهی محبوب او دور میشود.
وگنر با یکی از پر نفوذترین هوا شناسان آلمان به نام ولادیمیر پتر کوپن، مکاتبه داشت و در سال 1913، پس از مراجعتش از دومین سفر اکتشافی خود، این دوستی را با ازدواج با دختر کوپن تحکیم بخشید. پس از جنگ جهانی اول، وگنر جانشین پدر زن خود به عنوان سرپرست گروه تحقیقاتی هوا شناسی در رصد خانهی مارین در شهر هامبورگ شد. در ایام جنگ، با رتبهی پایین افسری خدمت کرد، اما پس از جراحت بازو و گردنش، در سال 1915 به خانه برگشت تا مقالات قبلیاش را به صورت کتابی تألیف کند. در این کتاب یگانه قارهای که پیش از اشتقاق قارهها به شکل امروزی وجود داشت پانگائه نامیده میشد. وگنر که حرکت قارهها از قطب شمال را از آثار تایلر اخذ کرده بود مانند او معتقد بود که حرکت طبیعی قارهها به سوی غرب بر اثر نیروهای جزر و مدی انجام میگیرد. قارهها در نظر وگنر بر پوستهی اقیانوسی سیر میکردند، همانند کشتیها یا یخ کوهها، یا هم چون ابرها در جوّ که قلمرو تخصصی او بود.
نخستین نقدهای مهم و تردید آمیز دانشمندان امریکایی در سال 1920 بعد از چاپ سوم کتاب وگنر ارائه شد. همین چاپ سوم بود که در سال 1924 به زبانهای فرانسه، انگلیسی، اسپانیایی، و روسی ترجمه شد. در ضمن، تایلر به انتشار نوشتارهای کوتاهش ادامه داد بی آن که جهت یا تأثیر آنها را عوض کند. انجمن بریتانیایی پیش برد علم (BAAS) در سال 1922 کنفرانسی در این موضوع برگزار کرد و دنبال آن را انجمن امریکایی زمین شناسان نفت (AAPG) در سال 1928 گرفت. هم وگنر و هم تایلر در کنفرانس مهم سال 1928 سخن رانی کردند، ولی وگنر با این فرض که همه کتابش را قبلاً خواندهاند حرفهایش را بر یک نکته که برهان میپنداشت – یعنی بر اندازه گیریهای زمین سنجی (ژئودزی) – متمرکز کرد. در نتیجه، آنهایی که فقط صورت جلسه را خوانده بودند از به سکوت برگزار کردن استاد سر در گم شدند.
وگنر به این اعتقاد رسیده بود که یخ پارهی سابق اروپا دقیقاً با یخ پارهی امریکای شمالی جفت میشد، و بنا بر این، اقیانوس اطلس فقط دهها هزار سال پیش گشوده شده بود. لذا سرعت جدا و دور شدگی به میزان دهها متر در سال بود؛ و وگنر ضمن جستجوی این رقم، تأییدی (اشتباه آمیز) از اندازه گیریهای طول جغرافیایی شرق گرینلند با رصد ماه به دست آورد. ده سال پس از مرگ وگنر، این اندازه گیریها مورد مو شکافی قرار گرفت و ثابت شد که رانش قاره ها عملاً قابل اندازه گیری نیست.
فهم وگنر از مقیاس زمان، غالباً کش دار بود. مثلاً وی میپنداشت که حرکت اروپای شمالی که در حدود صد میلیون سال پیش سبب تشکیل کوههای راکی شده است همان حرکتی بوده است که کمتر از صد هزار سال پیش اقیانوس اطلس را به وجود آورده است. پس از مدتی ابراز علاقه در اوایل دههی 1920، اکثریت جامعهی زمین شناسان (به جز چند مستثنای چشم گیر) بر این مرد بیگانه که میکوشید قواعد بازی آنها را دیکته کند سخت گرفتند. مشهورترین خرده گیری بر نظریات وگنر از سوی هرالد جفریز انجام شد که نمایندهی فیزیک دانان فرسودهی محافظه کاری بود که اکنون دیگر از دستگاه زمین شناسان جانب داری میکردند. جفریز در کتاب معیارش در زمینهی ژئو فیزیک (زمین فیزیک) به نام زمین (1924 و 1929)، رانش قارهای وگنر را بر این اساس رد کرد که این نظر به نحو زیان آوری مستلزم پذیرش برخی از تقاضاهای نا معقول در مورد رفتار مواد زمین است.
جدلهای کینه توزانهی فزاینده، وگنر را پریشان ساخت و در خلال سالهای 1928 و 1929 وی طرح سفر اکتشافی به گرینلند را آغاز کرد، تا حدی به این منظور که اندازه گیریهای مهم طول جغرافیایی را به تصویب برساند و هم چنین به کمک وسیلهی تازه ساخته شده برای ژرفا سنجی پژواکی ضخامت یخ ورق درونی گرینلند را اندازه گیری کند. به عنوان نخستین سفر اکتشافی آلمان پس از جنگ جهانی اول، این، کوششِ عمدهای برای باز یابی احترام جهانیِ از دست رفته شمرده میشد. وگنر پیش از آن که سفر نهایی در بهار سال 1930 آغاز شود یک مأموریت مقدماتی را در تابستان سال 1929 رهبری کرد.
کاوش در گرینلند هنوز مردم را خصوصاً در امریکا بسیار شیفته میساخت. چون برای گذراندن زمستان در پایگاه مسکونی که گروه اعزامی آن را در وسط پهنهی یخ ساخته بود منابع کافی وجود نداشت، وگنر در صبح گاه پنجاهمین روز تولدش همراه با راهنمای اسکیمویی و دو سورتمه و هفده سگ عازم ایستگاه ساحل غربی شد. وضع هوا بر اثر سوز و برف و دمای پنجاه درجهی سانتی گراد زیر صفر وخیمتر میشد. چون ایستگاه مرکزی فاقد رادیو بود، ناپدید شدن وگنر در آوریل سال 1931 ثابت شد.
جسد وگنر در نیمه راه مقصد، مدفون در یک گودال برفیِ کم عمق که از کفشهایش اسکیاش شناخته میشد، پیدا شد. او بر اثر حملهی قلبی و احتمالاً شب هنگام در چادرش به حالت خستگی مفرط مرده بود. راهنمای اسکیمویی آخرین دفتر یادداشتها و پیپ او را با خود برداشته و پانزده تا بیست و پنج کیلومتر جلوتر رفته بود و سپس بی هیچ رد پایی ناپدید شده بود؛ جسد وی که حتماً به سرعت زیر برف پوشیده شده بود هرگز پیدا نشد. در دانشگاه گراتس در اتریش که وگنر استاد آن بود شایع شده بود که او به قتل رسیده است، ولی در اندک زمانی این نظر رد شد. وگنر هم چون یک قهرمان جان باخت. شک و تردید در مورد سالم بودن جسد وی که در سراسر زمستان مورد گفتگو بود به اوج خود رسید. آلمانیها مشتاق بودند جسد وی با یک کشتی جنگی برگردانده و تشییع جنازهای کاملاً نظامی برگزار شود. اما همسرش ترجیح داد که وگنر در زیر پهنهی یخ مدفون بماند تا جسد کاملاً محفوظ او هر سال عمیقتر رود و همراه با حرکت یخ به یخچال ساحلی برسد و از آن جا به دریا بپیوندد.
از سوی دیگر، تایلر در سال 1932 مصلحت نیاندیشانه چکیدهای از سخن رانی خود را منتشر کرد که در آن گفته شده بود: «نظریهی رانش قارهای معمولاً به عنوان فرضیهی تایلر – وگنر نام برده میشود. چون نظرات مؤلفان از چندین جهت متفاوت است و مقالهی مؤلف اول مقدم بر نخستین اثر منتشر شدهی وگنر است، بهتر مینماید که (اسم پس از) خط پیوند حذف شود.» تایلر به سال 1938 میلادی در زادگاهش شهر فورت وین، واقع در ایالت ایندیانا در گذشت. نیش کلام وی به خط پیوند نام وگنر بیشتر نشانگر شکست روحی او در عمرش بود تا مربوط به اختلافات نظریِ بی گمان تخصصی در امر رانش قارهای. پیشنهاد تایلر البته به جایی رسید: مدتهاست که آن خط پیوند و نام تایلر زدوده شده است و تنها نام وگنر به ابدیت علمی نایل آمده است.
1- همهی برآوردهای عمر زمین در اواخر سدهی نوزدهم میلادی ناگزیر به سازی میرقصیدند که یک فیزیک دان برجسته به نام ویلیام تامسن (که بعدها لقب لرد کلوین گرفت) مینواخت. از میانهی دههی 1850 تا پایان آن قرن، کلوین میپنداشت که زمین از سیارهی مذاب اولیهای سرد شده است؛ و نظریهی او تا آن جا پیش رفت که زمان را کوتاهتر کرد و عمر زمین را نخست به صد میلیون سال و سرانجام در سال 1899 به بالاترین سن مفروض، بیست و چهار میلیون سال محدود کرد. بسیاری از زمین شناسان برآوردهای فیزیک دانان را با احترامی توأم با اکراه پذیرفتند. زمین شناسانِ دیگر به این برآوردها وقعی نگذاشتند و زمین زنده را در رسوبات کوهستانها و آتش فشانهای آتشین میدیدند تا در سنگ مردهی حاصل از خیال پردازیهای ریاضی کلوین. در سال 1903، پییر کوری اعلام کرد که نمکهای رادیوم (که از طریق آنها هانری بکرل در سال 1896 رادیو اکتیویته را کشف کرده بود) گرما زا هستند. فوراً زمین شناسان و اختر شناسان، مقیاس زمانی زمین و خورشید را به صدها و بلکه هزاران میلیون سال گسترده کردند، و به مدت بیش از یک دهه زمین شناسان بدون اعتنا به فیزیک دانانِ بی اعتبار شده و تستهای فیزیکی آنان به تحقیق پرداختند.
2- یک ربع قرن مانده به پایان سدهی نوزدهم میلادی فیزیک دانان هم چنین فرضهای آزمایش نشدهای کرده بودند در بارهی رفتار سنگها تحت فشارهای بالا که در اعماق زمین حکم فرماست. آنان معتقد بودند که هر چه فشار (استرس) بیشتر باشد سنگها سختتر و شکنندهتر میشوند. اما زمین شناسان میدانستند که گر چه سنگها در نزدیکی سطح زمین میشکنند، اما در اعماق زمین سنگها به صورت پلاستیک تغییر شکل مییابند. در سال 1901، دو دانشمند در دانشگاه مک گیل نمونههای سنگ آهک را به ورقهی آهنی وصل کردند و توانستند سنگ را به صورت پلاستیک تغییر شکل دهند، خصوصاً تحت فشارهای بالا و به طریقی شبیه به آن چه که میتوان در یخچال مشاهده کرد. بار دیگر فیزیک دانان اعتبار خود را از دست دادند و زمین شناسان توانستند مدلهای واقع گرایانهای از زمین جامد اما پر تکاپو ارائه دهند.
3- آزمایشهایی که نقشه برداران (مساحان) در اوایل قرن نوزدهم میلادی انجام داده بودند نشان می داد که جاذبهی گرانشی کوهها بسیار کمتر از آن است که زمین شناسان توقع داشتند. در سال 1855 میلاد سِر جرج ایری این پدیده را چنین تبیین کرد که کوهها باید ریشههای عمیقی از مواد سبک پوسته داشته باشند. سپس در سال 1889 کلارنس داتن، زمین شناس امریکایی، این اندیشه را که ارتفاعات سطحی زمین در رابطه با چگالی و ضخامت مواد زیرین پوسته نوعی حالت تعادل دارد اصل ایزوستازی (هم ستادی) نامید. در اوایل دههی 1890 نتایج سفر اکتشافی چلنجر که اعماق اقیانوسها را نقشه کشی کرده بود نشان داد که آنها به صورت یکنواخت ژرف هستند. در ارتفاع میانگین متمایز سطح جامد زمین – یکی (قارهها) که بالای سطح دریا و دیگری (اقیانوسها) که در عمق تقریباً چهار کیلومتر – فقط در صورتی قابل تبیین بود که قارهها و اقیانوسها منشأی جداگانه داشتند. فرضیهی زمین منقبض شونده که حتی در قرن بیستم نیز حکم فرما بود میپنداشت که اقیانوسها و قارهها به یک دیگر تبدیل پذیر هستند و مروجان آن فرضیه برای حل منافات میان نظراتشان و ایزوستازی رگز به میدان نیامدند.
در سال 1903 پدرش او را ترغیب کرد کتابی در بارهی کیهان شناسی بنویسد تا بلکه «نظرات برجستهی پسرش را به ثبت برساند». او در زندگی زناشویی بیش از پیش با تکیه زدن بر صندلی راحتی کار میکرد، و در 29 دسامبر 1908 در شهر بالتیمور مقالهای ارائه کرد در بارهی «تأثیر کمر بند کوههای دوران سوم بر طرح زمین». این مقاله حاوی نظریات وی در باب حرکت قارهها بود که دو سال بعد منتشر شد. هر چند که مقالهی پیکرینگ یک سال پیشتر در شهر نزدیک شیکاگو به چاپ رسیده بود، تایلر نشانهای حاکی از مطالعهی آن به دست نمیدهد؛ رسالهی او کاملاً به منزلهی مؤخرهای بر آثار روس میماند.
تایلر یک حرکت «بسیار لغزان» پوستهی قارهای زمین را از هر دو قطب شمال و جنوب شناسایی کرد و نشان داد که ساختارهای کوهستانی در جاهایی تشکیل شدهاند که تودههای قارهای، خود بزرگ باشند. در این تصویر، پیش رفت آسیا به درون هندوستان چنان با مانع رو به رو شده است که نیروی حرکت به سمت شرق، به درون «لخته»ی مالایا (منطقهی آسیای جنوب شرقی) انحراف یافته است. بنا به نظر تایلر، فقط یک منطقه در نیم کُرهی شمالی پایدار و بی حرکت بوده و آن گرینلند است. وی سواحل غربی گرینلند را با لبهی شرقی جزایر شمال شرق کانادا مطابقت داد. در طرف دیگر گرینلند، خطوط ساحلی به خوبی جفت نمیشد، اما او معتقد بود که در روزگاران پیش، گرینلند به اسکاتلند و نروژ چسبیده بود و این مدل هم چنین رشته کوههای بریدهی شمال غرب اروپا را به کوههای امریکای شمالی میپیوست. در اقیانوس اطلس جنوبی تایلر مشاهده کرد که خطوط ساحلی به موازات پشتهی میان اقیانوسی اطلس امتداد داشت و بایستی روزگاری به هم دیگر چسبیده میبوده است.
در مدل تایلر، زمین از سختترین فولاد صُلبتر بود، و تبیین تایلر از «حرکت بسیار لغزان» این بود که زمین روزگاری کرهی کاملاً مدوری بود و قارهها به جنوب رانده میشدند تا محور چرخشی زمین را یاری دهند. در مقالات بعدی، تایلر افزایش ناگهانی در چرخش زمین را عاملی ضروری تلقی کرد که این حرکت قارهها را سبب شد تا صد میلیون سال پیش ماه را به چنگ آورد.
/م