我們腳下雖然是堅實的大地，但每年約發(fā)生500多萬次地震，雖說它們之中絕大多數(shù)人們感覺不到，但其中還是大約有一二十次會對人類造成嚴重的危害。
究竟誰在我們腳下制造不安寧呢?
大陸在漂移
我們先講一件一百多年前的事：1910年的某一時期，年輕的德國地質(zhì)學家阿道夫·魏格納住進了醫(yī)院。由于閑得無聊，他經(jīng)常面對病房里的地圖呆呆地出神。有時，他就用食指沿著地圖逐個畫各大陸的海岸線，借此消磨時光。
一天，他畫完了南美洲，突然手指慢了下來，停在南美洲巴西的一塊突出部分，眼睛卻盯住非洲西海岸的幾內(nèi)亞灣。瞧!兩者的形狀竟是不可思議地吻合!巴西東海岸的每一個突出部分，都能在非洲西海岸找到形狀相似的海灣;同時，巴西的每個海灣，又能在非洲找到相應的突出部分。
魏格納被自己偶然的發(fā)現(xiàn)驚呆了，他一口氣將地圖上所有一塊塊陸地都進行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，從海岸線的相似形狀上看，地球上所有的大陸都能夠較好地吻合在一起。
于是，這位病中的年輕人腦海里形成了一個驚人奇想：在太古時代，地球上所有陸地都是連在一起的，后來因為大陸碎裂并各自漂移，才形成今天的格局。這個思想就是所謂的“大陸漂移說”。
盡管魏格納后來又提出了更多強有力的證據(jù)，但在當時他的觀點卻被認為是荒謬的，原因是他不能解釋這些大陸漂移的動力來自何處。
不安寧的地幔
這個問題直到1960年代，才給出答案：原來在“堅實的大地”底下，竟然是滾燙、粘稠的液態(tài)層，地質(zhì)學上叫“地?！薄Ｎ覀?nèi)粘Ｉ畹牡孛媸潜”〉囊粚訋r石圈，叫地殼，地殼漂浮在地幔之上。
地殼是由板塊組成的，因為地幔中的熔巖處于對流狀態(tài)，所以高溫的熔巖升到地幔的上層后，就向兩邊分開，驅(qū)動浮于其上的板塊向兩側(cè)漂移。這就好比煮餃子的時候，鍋中央的水沸騰之后帶動餃子漂向兩邊一樣。當然，地幔中的熔巖對流沒那么快。
處于對流狀態(tài)的地幔熔巖，因其對流的路徑很像羽毛的樣子，故科學家稱其為“地幔羽”。所以，地幔羽就是板塊移動的“傳送帶”。
這個在“大陸漂移說”基礎(chǔ)上完善起來的理論叫“板塊構(gòu)造理論”。即大陸板塊是由地幔熔巖對流而產(chǎn)生漂移的。由于這個理論不僅能夠闡釋許多地方的地貌特征，還可以解釋為什么大多數(shù)地震和火山都集中在板塊交界處，故它就成了當時地質(zhì)學上的權(quán)威理論。
難以解釋的地質(zhì)現(xiàn)象
但是，有許多現(xiàn)象卻無法用“板塊構(gòu)造理論”來解釋。
如1812年1月23日，美國中西部的密西西比河谷地帶發(fā)生了一系列強烈的地震。但2個世紀過去了，我們對此依然無法理解，因為這一地區(qū)并非處于兩板塊交界處。令人費解的還有位于太平洋的美國夏威夷群島。這些島嶼歷來火山頻發(fā)，但要知道這一帶離太平洋板塊的邊界有幾千千米遠哩。
2007年，英國劍橋大學的一個研究小組通過地震波檢測發(fā)現(xiàn)，蘇格蘭西面海底的地貌呈現(xiàn)出綿延的群山、峽谷和河流網(wǎng)絡(luò)。通過分析顯示，這一地區(qū)原來是高出海平面1千米的陸地，而沉沒僅發(fā)生在最近的1百萬年內(nèi)。對于板塊運動來說，要把一座海拔1千米的山沉到海平面以下，1百萬年的時間未免太快了。
此外，像諸如“為什么南太平洋中部的大洋地殼要比周圍高出1000千米?”“從非洲剛果南部一直到南非南部，包括馬達加斯加，這整片地區(qū)的地貌為何像裝雞蛋的盒子，高低有規(guī)律地起伏?”這些問題都是僅靠板塊運動所無法解釋的。
地球深處的折騰
既然“板塊構(gòu)造理論”無法解釋這些現(xiàn)象，那么，我們必須考慮地球內(nèi)部更深處的活動對地表地貌的影響。
1980年代中期，地質(zhì)學家開始利用地震波給地球內(nèi)部“拍照”，才發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)部的活動并不簡單。
我們知道，地震波在不同密度和溫度的物質(zhì)中傳播，速度是不同的。通過在地表測量地震波到達的時間，我們就可以構(gòu)建有關(guān)地球內(nèi)部構(gòu)造的3D圖。盡管目前用地震波“拍攝”的圖像粗糙而模糊，但最意想不到的是，科學家在地幔和地核的交界處發(fā)現(xiàn)兩個由熾熱物質(zhì)組成的、直徑都有數(shù)千千米的地幔羽在朝著地表上升：一個位于南太平洋底下，另一個位于非洲大陸底下。
我們知道在汽缸里，當氣體膨脹時，就把活塞往上推;而當氣體冷卻時，活塞就降了下來。
如果把薄薄的地殼比做汽缸的活塞，那么我們就可以解釋南太平洋中部的大洋地殼為何要比周圍高出1000千米，因為那兒正好是被朝上噴涌的超級地幔羽頂起的部位。類似的是，在阿根廷的西海岸，那里的大洋地殼比周圍下沉了1千米，而根據(jù)地震波成像判斷，那里正好是地幔羽物質(zhì)冷卻和下沉的地方。
如何解釋非洲南部像雞蛋盒子似的地貌?地質(zhì)學家是這么認為的：雖然整個非洲南部是被超級地幔羽支撐起來的，但在整個超級地幔羽的頂上，又會產(chǎn)生稍小局部的冷熱物質(zhì)對流，換句話說，就是大地幔羽頂上又“長”出小地幔羽。在小地幔羽物質(zhì)朝上噴涌的地方，地殼就被抬高，而在冷卻的地方則下沉。這些地幔羽物質(zhì)上噴和下沉的位置，正好與當?shù)氐貏莸母叩蛯?。比如剛果盆地，就位于地幔物質(zhì)冷卻的區(qū)域，因此比它周圍的地勢平均要低幾百米。
為什么大地幔羽上會長出小地幔羽呢?這是因為大地幔羽涉及的范圍太大了，中間的熱物質(zhì)冷卻之后沒等移到大地幔羽的邊緣就開始下沉，但還下沉不太深，又受底部物質(zhì)的加熱而升上來，所以就形成了局部的物質(zhì)循環(huán)，即小地幔羽。
地震波成像揭示，在夏威夷底下，一個稍小的地幔羽在朝上擴展——這或許可以解釋這個地方為何會出現(xiàn)海島，以及火山。
所有這些例子表明，地球內(nèi)部縱深處地幔物質(zhì)的垂直運動，在重新塑造地表地形方面發(fā)揮了重要作用。而這種作用，是“板塊構(gòu)造理論”所沒有考慮到的。
地球的立體運動
從地震波成像來看，兩個超級地幔羽是沉積在地幔與地核交界處的兩團物質(zhì)被地核加熱之后形成的。那這兩團地幔物質(zhì)究竟來自何處?
板塊理論認為，在兩板塊相撞的地方，一板塊俯沖到另一板塊底下，俯沖進去的部分隨即熔化，沉入地幔，然后在地幔的淺表層形成對流，通過火山等活動重新鉆出來，形成新的地殼。
但地震波成像顯示，由地殼熔化的地幔物質(zhì)，一部分在地幔淺表層活動，構(gòu)成了板塊理論中的地幔羽(即小地幔羽)，但還有一部分會一直朝著地心更深的方向沉下去。這些不斷下沉的地幔物質(zhì)，沉積到地幔與地核交界處。然后受地核加熱，就升騰形成了超級地幔羽。
根據(jù)這一理論，一位德國地質(zhì)學家通過模擬演示發(fā)現(xiàn)，一段從北極阿拉斯加附近下沉的板塊抵達地幔與地核的交界處后，又被加熱形成地幔羽，上升至夏威夷群島附近，點燃了這里的火山。
如此說來，更完善的理論應該把板塊的水平運動和地幔物質(zhì)的垂直運動綜合起來考慮。
夏威夷大學的一位地質(zhì)學家通過模型模擬了一個板塊沿著一個方向移動，同時底下的地幔物質(zhì)朝著另一個方向運動產(chǎn)生的效果。這個模型預言了這種綜合效果在美國西部、歐洲南部、澳大利亞東部和南極大陸最為明顯。而所有這些地區(qū)正好就是又遠離板塊交界，又火山運動十分頻繁的地帶。
這些事實總和起來表明，在過去、現(xiàn)在和未來塑造我們地球地表地貌的過程中，并非只有板塊在工作。地球內(nèi)部更深處的活動是不能忽略的。如果說，“板塊構(gòu)造理論”一度把地質(zhì)活動簡化為2維的“拼圖游戲”，那么現(xiàn)在就要把地球的活動看做一個3維的運動了。
