第六節. 現代漸變地質學的難題

現代地質學觀察到這樣兩個典型數據：板塊的移動速度約為每年幾個厘米（如印度板塊每年向東北方向移動約5厘米），一些山峰的增高速度也約為每年幾個厘米（如珠穆朗瑪峰每年約增高2厘米 ）。如果地球物質真的如漸變思想設想的那樣，一直以來均以每年幾個厘米的量級在水平和垂直方向上發生移動，即將地球的地質變化解釋為“極長的時間跨度內微小變化的穩定積累”，那麼造成我們今天這樣的海洋、大陸的地表樣貌確實需要億萬年的時間，這也是萊爾們和達爾文們所樂見的。但是，現代地質學在這種“漸變”的思維範式的框架下發展了約一個半世紀，仍然有至少以下列出的無以釋懷的巨大難題。

1）漸變地質學無法合理解釋地球主要大山系、山脈形成時間的困惑

地球是我們能近處觀察的所有五個硅酸鹽星球中唯一顯示出明顯板塊運動證據的星球（其它四個是水星、金 星、月亮、和火星）。 板塊構造理論指出，喜馬拉雅山脈連並其北部的青藏高原是在被認為的約五千萬年前即大約在“古近紀”中期的“始新世”（根據“維基百科”），由印澳板塊與歐亞大陸板塊碰撞形成的。喜馬拉雅山脈和青藏高原的形成是“阿爾卑斯造山運動”（Alpine Orogeny）的一部分，“阿爾卑斯造山運動”時期產生了至少包括19條大小山脈的造山帶，其中我們比較熟悉的山脈包括阿特拉斯山脈、比利牛斯山脈、阿爾卑斯山脈、巴爾幹山脈、高加索山脈、喀喇崑崙山脈和喜馬拉雅山脈等，該造山帶面積涵蓋今天的非洲北部、歐洲西南、中南、東南部、近東、中東和中國青藏高原的、東西橫跨約一萬公里的廣大區域，其山 脈崛起的主要階段在“古新世”至“始新世”，至今這一造山運動仍在此造山帶的某些區域進行中，這就包括我們現今觀察到的珠峰每年的抬高。

在星球的另一邊，北美的落基山脈也幾乎在同一時段，即“白堊紀”晚期至“古近紀”的“古新世”和“始新世”（根據“維基百科”），於“拉勒米造山運動”（Laramide Orogeny）中出現，該運動從阿拉斯加的東南部、到加拿大中西部、美國中西部直至墨西哥西北部，包括一系列山脈，其南北跨度約五千公里。再到南美洲，位於南美西部的安第斯山脈在“安第斯造山運動”（Andean Orogeny）時期出現，該運動約始自“侏羅紀”、持續至“白堊紀”和後來的“古近紀”的“古新世”、“始新世”和“漸新世”（根據“維基百科”），南北跨度約七千公里。

<圖6.1> 星球上幾乎全部令人矚目的山系和山脈均在“古新世”的前後（即“巨層序”5Z向6T過渡階段）開始隆出

由此可以看出，現今地球上最顯著的山系和山脈，幾乎都開始形成在“古新世”的前後，也就是我們指出的“巨層序”5Z向6T過渡的階段。然而今天根據各種檢測手段，我們並無觀察到地球上哪裡有新的山脈在持續地形成，真的如萊爾所說,“現在是認識過去的鑰匙”嗎？如果地球特別是地表的地質真如被認為地那樣是有46億年的歷史，漸變地質學如何解釋為什麼這個已知唯一存在生命的星球上卻偏偏具有推山移海的板塊運動、而且星球的主要的山系和山脈都在“古新世”前後的、被漸變地質學認為的約1%的地質時間窗口內集中開始生成呢？如果真如漸變地質學認為的廣布大陸範圍的數個“非整合面”（the Great Unconformity）是源自數次緩慢的海進和海退，那為何偏偏在5Z向6T過渡階段全球現今所有令人矚目的山系和山脈幾乎在同一時期全部從地下隆出呢？5Z向6T過渡階段究竟有何特殊之處呢？漸變地質學無法給出這樣的問題的答案。

2）漸變地質學無法合理解釋“逆沖斷層”的形成機制

我們經常看到一類山峰的圖片，一個典型的這樣的山峰的模樣見下圖：

<圖6.2a> 加拿大班芙國家公園內的Mount Rundle

這座山峰是加拿大班芙國家公園（Banff National Park）中的Mount Rundle，該山峰由西北到東南長約12公里、寬約2.5公里、最高處海拔2949米，在其東面一側顯露出清晰的沉積岩層結構。按地質學的術語簡化地說，Mount Rundle就是較古老的岩石組（包括“泥盆紀”、“石炭紀”和“三疊紀”）被推疊到了較年輕的岩石組（包括“侏羅紀”和“白堊紀”）之上。這樣的山峰在地質學上被稱為“逆沖斷層”（Thrust Fault），現代地質學對逆沖斷層的形成過程的解釋是這樣的：

<圖6.2b> “逆沖斷層”形成過程前後示意圖。（示意圖中按顏色從下到上分為四層即綠色、深棕色、淺棕色、藍色，分別表示年代從下至上越來越年輕的岩層）

“當不同年代的沉積岩層在某處發生斷裂後，由於板塊運動的推擠，在斷裂處兩側的岩石體分別相對運動，在示意圖中斷裂處右側的部分由於斷裂角度的關係被推擠到左側的部分以上，最後致使在斷層的堆覆處一 定區域內的年老岩層位於年輕岩層之上。”

這樣對於年老岩石山體位於年輕岩石地表之上的解釋，是基於基本常識，具有基本地質學知識和正常邏輯的人都會得出這樣的結論，這樣的解釋是沒有問題的 —— 在過去的地質歷史中，全球確實有大量的沉積岩層斷裂，並在條件合適的情況下形成眾多的“逆沖斷層”形態的山峰。這只是描述了現象，但是真實的物理機制是什麼？

下圖給出一個小型的逆沖斷層刨面的例子。

<圖6.3> 小型的逆沖斷層刨面。

逆沖斷層經常發生於造山帶的“前陸”（foreland）地帶，有的逆沖斷層的移動距離達幾十甚至上百公里。

下列圖片給出了更多的一些、典型的這類“逆沖斷層”山峰的例子。

<圖6.4a> 美國蒙大拿州落基山脈（Rocky Mountains）前陸“逆沖斷層”鳥瞰

<圖6.4b> 美國懷俄明州Darby Thrust Fault

<圖6.4c> 美國內華達州Keystone Thrust Fault鳥瞰，照片中最左側灰黑色的“寒武紀”岩體被推疊到靠近中部淺褐色的“侏羅紀”岩體之上

<圖6.4d> 加拿大阿爾伯塔省McConnell Thrust。圖中位於右側的屬於“寒武紀”的Mount Yamnuska反而坐落在“白堊紀”地層的上面，Mount Yamnuska的山體是左側的McConnell Thrust的殘留

<圖6.4e> 阿根廷Serranía de Hornocal

<圖6.4f> 瑞士Appenzell Innerrhoden

對於厚度達千米的岩石層是怎樣被移動達到至少幾公里(甚至幾十上百公里)的距離這樣的問題，異議存在於它們形成所需的環境和所用的時長。“漸變論”學界長期以來嘗試用機械和動力學(mechanics and kinematics)知識來解釋它的作用原理，他們設想在原初沉積層的特定位置存在滑脫面（decollement plane）即底部分離斷層，在其附近具有包含水份的岩石層類別如石膏（gypsum）、頁岩（shale）層，在特定壓力和溫度條件下，如在地下深度約10千米處，滑脫面附近的含水岩石層中的水份大量析出，在周圍不透水岩石組成的密閉空間中，大量析出的水的存在造成了一個密閉壓力層以有效減弱摩擦力的作用，這樣在斷裂處一側的岩石層將會在板塊的推擠作用緩慢地運動起來。這樣的解釋看似合理，但進一步的分析不難找出它的漏洞，因為我們知道在兩塊相對滑動的天然岩石體之間的、所謂的“水密層”空間中，想要維持密閉也就是持續有效的水 壓是不可能的，至少在滑動岩石的不規整的邊界處密閉性可隨時在一點或多點同時消失，即而水壓會在密閉破裂處快速持續的擴大缺口，不用很長時間，水壓就會下降到無法有效地減弱摩擦力的效應。這樣的機制，在他們設想的成百萬年的時間窗口裡，即使最初可以開始使岩層發生移動，那樣的移動也不會持續很久，可能最多幾天到幾周的量級。這樣的解釋的根本難題就在於，它需要一個位於底部滑脫面的高水壓區域以啟動並維持那所謂的緩慢的、漸變的移動，然而一旦移動開始，高水壓區域即快速消失，所謂的緩慢的、漸變的移動隨之成為泡影。

3）漸變地質學無法合理解釋沉積岩石層理細節

這裡有必要先解釋一下沉積岩由鬆散的沉積物轉變為堅硬的岩石的物理過程。沉積物到位後的成岩作用需要壓實（compaction）、膠結（cementation）和乾燥才能轉化為沉積岩。上方的沉積物的重力、地震帶來的震動等可使下方的沉積物之間的孔隙變小，膠結材料（一般是碳酸鹽礦物/carbonate minerals）的水 溶劑則被保留在剩餘的孔隙之中。當溫度適宜時，石化很快就會開始。

我們已經在《望向時間起點，探索宇宙和地球起源》這篇文章里提及了科羅拉多大峽谷的岩壁上顯露的各層間平整連續的沉積岩層理，並且指出這樣長達400多公里的岩層出露所表現出的平整性是“漸變論”的“在漫長年代中的緩慢積累”所難以解釋的。在大峽谷中所能觀察到的沉積層主要位於“古生 代”（Paleozoic），期間的年代跨度被漸變地質學認為有約2.55億年。

一種判別岩層之間是否存在“長時”跨度的依據是生物擾動（Bioturbation）。海洋和陸地環境中的環節動物、昆蟲和嚙齒類動物等的洞穴及植被根部對土壤的侵入等這樣的生物活動痕跡均可說明在相鄰的兩層之間至少存在以月和年為單位的間隔，然而這樣的生物擾動痕跡在大峽谷的各岩層之間從未見被發現過。

並且不僅僅是大峽谷，在這篇文章前述中所涉及全球廣布的沉積岩層的平整性的圖片均說明，這些巨大的沉積層之間不存在明顯的時間間隔。

被“深時”所捆綁的現代地質學非但難以解釋由沉積層的平整性所表現出的時間間隔的缺失，它也無法解釋在特定區域沉積岩層所表現出的“捲曲性”。這種捲曲在地質學上被稱為“褶皺”（Fold），其尺度可小可大。“維基百科”在論及沉積岩層中“褶皺”所表現出的“塑性”的原因時指出“新近沉積的沉積物通常機械性能較弱，在岩化之前容易重新變動，從而導致褶皺”（Recently deposited sediments are normallymechanically weak and prone to remobilization before they become lithified, leading to folding）。好吧，對一塊幾米見方的岩石，這個應該還說的通，但是如果被“褶皺”是一座山峰呢？如果“漸變”和“深時”是真確的，山峰是以每年幾個厘米的速度在幾十萬年內被緩慢抬升的，如圖6.5a到圖6.12a這種尺度量級厚度可達近千米的、各層間緊密接合的“褶皺”內表現出的連續性可溯的彎曲是如何產生的呢？

<圖6.5a> 美國阿拉斯加州一處

<圖6.5b> 美國華盛頓州Syncline Mountain（待確認）一處

<圖6.6a> 加拿大不列顛哥倫比亞省Sullivan River附近

<圖6.6b> 加拿大阿爾伯塔省落基山脈Mount Head

<圖6.6c> 加拿大阿爾伯塔省落基山脈Mountain Kidd

<圖6.6d> 加拿大阿爾伯塔省Highwood Ridge Zebra Mountain

<圖6.6e> 加拿大拉布拉多Torngat Mountains

<圖6.7a> 阿根廷安第斯山脈Patagonia一處

<圖6.7b> 阿根廷安第斯山脈Mendoza一處

<圖6.7c> 南美安第斯山一處，位置不詳

<圖6.8a> 中國西藏絨布冰川附近

<圖6.8b> 中國四川省五色山

<圖6.9a> 瑞士阿爾卑斯山脈Sichelkamm Mountain

<圖6.9b> 瑞士阿爾卑斯山脈Dent de Morcles

<圖6.9c> 瑞士阿爾卑斯山脈Ferdenrothorn

<圖6.9d> 瑞士阿爾卑斯山脈“阿彭策爾”（Appenzell Alps） Wildhuser Schafberg

<圖6.9e> 法國阿爾卑斯Esclangon

<圖6.9f> 挪威Spitsbergen Midterhukfjellet

<圖6.9g> 黑山共和國Durmitor National Park

<圖6.10a> 納米比亞Namib Desert Lower Ugab Valley

<圖6.11a> 英屬南喬治亞島Stromness Bay(南大西洋)

<圖6.12a> 南極某處山崖（地點未被標明）

如果到稍近處觀察，很多“褶皺”的細節是這樣的：

<圖6.13a> 大峽谷東端附近的一處Tapeats砂岩“褶皺”細節

<圖6.13b> 美國佛蒙特州Taconic Mountains內一處“褶皺”細節

<圖6.13c> 位置不詳，一處“褶皺”細節

<圖6.13d> 美國加利福尼亞州Anza-Borrego Desert State Park 一處“褶皺”細節

<圖6.13e> 大峽谷附近的一處“褶皺”細節

<圖6.13f> 位置不詳，一處“褶皺”細節

<圖6.13g> 位置不詳，一處“褶皺”細節

<圖6.13h> 威爾士Pembrokeshire一處“褶皺”細節

<圖6.13i> 位置不詳，一處“褶皺”細節

<圖6.13j> 加拿大阿爾伯塔省一處“褶皺”細節

<圖6.13k> 阿根廷Sierras Pampeanas一處“褶皺”細節

<圖6.13l> 美國佛蒙特州Raven Ridge一處“褶皺”細節

<圖6.13m> 位置不詳，一處“褶皺”細節

<圖6.13n> 美國南達科他州Mount Rushmore一處“褶皺”細節

在此請大家看一個在地表的大氣溫度和壓力環境下，岩石在機械壓力下的實驗。（這個實驗展示的是岩石 經歷機械壓力的結果，在互聯網上也可找到不同岩石在張力/拉力、扭力和剪切力等下的實驗，實驗結果毫無例外均是岩石碎裂。）

<視頻6.1> 岩石承受壓力的實驗

這個實驗的結果與人們的物理常識相符，即在地表的大氣溫度和壓力環境下，普通的岩石會在外力下碎裂，即地表岩石很難表現出些許的延展性，而基本只會表現出脆性。

也有觀點認為地表出露的大型“褶皺”是最初發生在地下的一定深度內，岩石因高溫高壓表現出延展性，然後被後續的地質作用帶到地面；然而這種情況下會或多或少地產生變質岩，但是在地面出露的大型“褶皺”內，變質作用或者完全缺失、或者無明顯發現。在人類可以理解的物理學範疇內，深埋於地表之下幾千米到十幾千米的岩石可能會因高溫高壓表現出延展性，而地表的岩石卻萬萬不會。如果我們跟從漸變地質學的觀點，這樣的事情就在全球範圍普遍地發生過。

例如圖6.13a所示的大峽谷東側的Tapeats砂岩“褶皺”。漸變論地質學認為Tapeats 砂岩形成約在5.07億年前，而“褶皺”發生在約5000萬年前的Laramide Orogeny造山運動時，中間間隔約4.5億年。在Tapeats 砂岩層上，還有約1200米厚的其它沉積岩，因此在發生“褶皺”形變前，有足夠的時間和足夠的覆蓋壓力導致Tapeats 砂岩徹底岩化。但在“褶皺”發生時Tapeats 砂岩卻未表現出明顯的脆性破壞痕跡。這種“褶皺”要麼不發生，要發生就必須在沉積層完全石化完成前以較快的速度達成，而不會像“漸變論”認為的那樣耗時幾十上百萬年。

除了這種大尺度的“褶皺”和其內的細節，岩層中很多常見的其它結構也是“漸變論”設想的緩慢地質歷史進程所難以解釋的，它們都指向緩慢漸變的反面。

地質中常見的一類結構是“岩脈”(Dike) 和“岩床”(Sill)。“岩脈”是一種斜向穿過其它岩層的原層理的平板狀侵入岩體，“岩床”是侵入到其它岩層中與原層理平行的平板狀岩體，它們均多見於沉積岩層中，同樣在全球範圍於地表的岩石出露中被大量發現。大的、一體的“岩床”或“岩脈”構造的邊長可達數十至數百公里，並且在同一區域的數個“岩脈”和“岩床”經常連接成群組。迄今發現的最大的“岩脈”Mackenzie Dike的尺寸為500公里寬，3000公里長，被認為形成於約12.7億年前，即“前寒武紀”。侵入岩體通常是岩漿岩類的玄武岩，在這種情況下“岩床”由“岩脈”供給岩漿物質，示意圖如下。

<圖6.14a> “岩脈”(Dike) 和“岩床”(Sill)結構示意圖

<圖6.14b> 瑞典Koster Islands一處“岩脈”出露

我們知道在地表附近的原岩中的縫隙不可能在長時間內維持，其內岩漿物質高溫區域因熱傳導的關係也只會在短時間內維持，因此，當原岩層中的侵入體為岩漿岩時，這樣的結構顯示在其形成的當時，高壓高溫的岩漿是在極短的時間內在原岩中蔓延到數百公里甚至數千公里的範圍的。

另一種相對小型的侵入結構為“岩香腸”（Boudinage），該結構的厚度從一個厘米到20米左右不等，在全球各地地表的岩石出露中均有發現。在該結構的中心處會出現一接近圓形或扁圓形的變質岩、通常為角岩（hornfels， 經沉積岩和高溫岩漿岩接觸變質形成）的區域，外圍緊密包裹着形成時表現為塑性的沉積層理，並且這樣的由中心到外圍的包裹結構在近距離內重複排列。

<圖6.15> 一處位於挪威的大型的“岩香腸”出露

這樣的結論應該是合理的，即在單一岩漿源處岩漿由於高壓向外猛烈迸射進入周圍的沉積層時，“岩脈”這樣的現象應該是一級結構，“岩床”為二級結構，而“岩香腸”等則為末級結構。在全球各地的岩漿噴涌的同時，可能也廣泛地存在大型地震造成原沉積層中區域性的大量瞬時縫隙，這應該是“岩脈”、“岩床”中侵入體成片狀的主因；並且“岩香腸”的包裹處展示的沉積變形區域說明，很多沉積層在當時尚未被完全石化，該結構中的排列的包裹狀結構應該就是當時位於壓力區末端岩漿迸射軌跡的縱截面。

4）漸變地質學無法合理解釋陸地和海底的一系列平頂結構

在陸地上時有見平頂的山峰和台地（如圖3.1b、3.1k、3.3c、3.6b、3.11a、3.15a所示），漸變地質學將這些平頂的山峰含混地解釋為“是通過侵蝕過程形成的。當水從山頂沖走較小和較軟的岩石時，就會形成一 座平坦、寬闊、孤立的山……”。 然而有多少人細究過什麼樣的水流可以從“山頂”衝過？當我們觀察這些山 峰側面露出的山崖，它們無一例外都顯示沉積岩層結構，並且這樣平頂的山峰和台地的四周範圍內，幾乎均是平坦廣闊的沉積層。那麼存不存在將沉積層留下的水流，和將平頂結構剖出的水流，是同一次事件的不同階段的這種可能呢？能從山頂通過的水流應該也可與山側的崖壁接觸，當如“漸變論”所設想的那樣的長期的水流從石壁上衝過，岩石層剖出面上不可避免地會顯示出流線型的痕跡，然而我們所見平頂結構的崖壁均顯示出非流線型的相對尖銳的稜角，這是不是在提示我們造成這些現象的是一次、而且只是一次，為時相對很短的巨大的水流事件呢？

許多讀者不知道的是，在海底的平頂山狀結構也很多。在海底的獨立的山峰稱為“海底山”（Seamount），幾乎無一例外均是海底火山，大約有14000座。在這些海底火山起源的山峰中，有一小部分，283座，具有平頂結構，這樣平頂的海底火山被稱為“蓋約特”（Guyot）。“蓋約特”在太平洋分布最多，大型的“蓋約特”的覆蓋直徑可達約110公里。現今地質學對“蓋約特”成因語焉不詳地解釋為“有證據顯示海底平頂山曾經在海平面上，並漸漸依不同階段下沉…..”，或者似是而非地說“因為它們曾經是出現在海平面以上的火山 島，但後來被海浪侵蝕或珊瑚礁生長侵蝕，導致其圓錐形的頂部變平。當這些平坦的海山沉回深水時，它們被稱為蓋約特島” 。

即使真的給海浪侵蝕和珊瑚礁生長億萬年的時間，是什麼機制將島的頂部整體性“侵蝕”平整呢？我們現今觀察海浪和生物體對火山島的侵蝕，可曾有絲毫趨向“平整”的作用？如果我們觀察“蓋約特”的特點，我們會發現幾座相鄰（如相聚約100公里）的“蓋約特”的平頂一般都位於海平面下同等深度範圍（如海平面下1300米至1500米），並且時常每座“蓋約特”的山腳下均有多個海底滑坡（submarine landslide）的痕跡，有的滑坡痕跡延伸至離山體約80公里的遠處；這些滑坡中有的表現出細長的分布形態、其內物質顆粒細膩，被推測為滑坡發生時的粘性熔岩物質。如果存在全球性的地震、火山和海嘯災變，這樣的各大洋中海平面附近的多個火山島在噴發時被“削”平並伴有大規模的水下山體滑坡，後續隨海底的下降沉入深海，“蓋約特”這樣的地貌特點是不是更能解釋得通呢？

<圖6.16> 菲律賓板塊和太平洋板塊交界處海底的兩座相鄰的“蓋約特”三維成像

5）漸變地質學無法合理解釋大冰期的成因

現代漸變地質學的先師萊爾在他的學術生涯中從未承認過被當時學界激烈討論的大冰期的存在，因為大冰期這種全球氣候的長期異常現象的“災變”性質太過明顯，與他頭腦中的地球維繫動態均衡緩慢漸變的觀念嚴重不符。然而在萊爾之後的地質學界通過對歐洲、北美與西伯利亞的很多地區的“第四紀”地層範圍內遺留的蛇形丘（Esker）、冰磧（Moraine）、條痕（Striation）、雨成湖（Pluvial lake）、冰蝕湖（Glaciallake）和化石沉積等現象的追蹤、和對冰核中元素同位素的分析，證明在被認為的約258萬年開始，地球確實進入了“第四紀大冰期”（Quaternary Glaciation，也被現代地質學稱作“末次冰河時期”，漸變地質學認為地球歷史上有多次得冰期）。

在該次大冰期時期，南極大陸與格陵蘭島出現了永久性的冰蓋，歐亞大陸北部與北美大陸的北部也出現了面積廣大的大陸冰蓋，並在世界各處高緯度和高海拔地區廣泛出現了山嶽冰川，被冰蓋、冰川覆蓋的面積最大時達到了陸地面積的約30%。今天覆蓋南極大陸與格陵蘭島的冰蓋就是這次大冰期的遺留，它們仍然覆蓋了今陸地面積的約10%；現今這些冰蓋上固化的水量如果被釋放，仍將使海平面增高約70米。

由於冰期存在的證據太過豐富明顯，漸變地質學不得不將“大冰期”的概念勉強融入到它那所謂的“漸變”的地質學理論框架之中。然而，對於大冰期為什麼到來和伴隨它的生物界的反常現象，漸變地質學從未能提供合理清晰的解釋。在漸變地質學提出的據說先後有六十多個的試圖解釋冰期的假說當中，矛盾和混亂讓即使不是地質學專業的人士也不難察覺。在這些眾多的假說當中，常被學界引用的“米蘭科維奇循環”（Milankovitch Cycles）機制試圖訴諸地球公轉軌跡和自轉軸角度的變化來解釋大冰期的到來。然而有學者認為，“米蘭科維奇循環”的效應即使存在，對陽光入射量的影響也偏弱，不足以造成全球的持續大冰期；也有學者指出，該循環的周期並無法全部嚴格地與主流地質學認為的各次大冰期的時間範圍重合。

困擾漸變地質學的和冰期有關的生物界現象包括大冰期時期高緯度地區大範圍的多物種混雜、以及大冰期後期的的生物滅絕事件。在第四紀的地層範圍內，發現有眾多的今熱帶、溫帶動物種類和今寒帶動物種類“不協調”地混雜在同一個區域的現象，如在歐洲西部發現有河馬、馴鹿和猛獁象的化石和遺體出現在同一區域。植物種類的“不協調混雜”在這一地層區域也經常被發現。同時，在對應大冰期後期的地層範圍內，發現有多類現已滅絕的大體型哺乳動物如刃齒虎（smilodon）、大地懶（ground sloth）、猛獁象（mammuthus）、雕齒獸（glyptodon）等的化石和遺體。 另一個看似矛盾的現象是，大冰期時期巨大 的冰蓋並未觸及今北冰洋旁側的西伯利亞、阿拉斯加的低地和加拿大西北育空地區的北部很大一片區域，而數以百萬計的猛獁象遺體正是埋在這些位置的永久凍土中。而且像刃齒虎、猛獁象這樣的動物種類滅絕只發生在“第四紀大冰期”也即漸變地質學界認為的所謂的“末次冰河時期”的後期，為什麼之前那些所謂的冰期並沒有明顯對應的物種滅絕事件，這也讓“漸變論”摸不着頭緒。

漸變地質學設想出所謂的“間冰期”（Interglacial）的概念，他們設想地球上存在多次的大冰期和間冰期，在間冰期時期地球上的平均氣溫較溫暖，他們也因此稱現今的地質時代為“全新世”的間冰期。“間冰期”看似可以解釋為什麼河馬這樣的熱帶動物的化石被發現在高緯度的今歐洲的第四紀地層範圍，但經常出現在冰期同一沉積層中的熱帶、溫帶、寒帶動物種類又讓“漸變論”一籌莫展，他們因此又設想出沉積物的“混雜”過程，但並不能給為何所謂的沉積物的“混雜”現象的範圍如此廣大、以及混雜的確切機制提出明確解釋。

在主流漸變地質學的觀念中，地球氣候因素中較冷的空氣也會較為乾燥，因此他們認為大冰期時期的地球氣候一定比正常氣候時期更為寒冷、乾燥。通過眾多的對地球氣候模式的數值模擬，他們發現他們設想的氣候冷卻機制帶來的大氣也會非常乾燥，無法產生與大冰期證據揭示出的足量的降雪，例如如果今加拿大 的夏季平均溫度下降 12攝氏度，則空氣乾燥度將增加60％。在類似這樣的模擬中，如果強制將陽光入射量減少如6%，其冰蓋的覆蓋區域又與實際的冰川位置證據無法完全相符。他們的模擬顯示了很大的季節性差異，這對解釋物種的不協調混雜顯然沒有幫助。這樣的一眾的矛盾結果令主流漸變地質學界如墮雲裡霧裡。

6）漸變地質學無法合理解釋地表區域眾多礦物的成因

地表區域貴金屬和普通金屬、礦物（如金、銅、鎳、鐵、鉛、鋅、鈾、鉀、鎂、鎢、錫、硫等））的開採一直是人類歷史的一部分。現代地質學已經認識到經濟礦物的根本主要來源是岩漿岩即火成岩形成時的岩漿，而岩漿作用和火山作用產生的“熱液”（hydrothermal fluids）是礦物質濃縮成當今具經濟價值的礦床的主要方式。主流的、漸變的板塊構造學將當前表現出的緩慢的地質過程簡單地回推到過去，以期解釋地殼表層中出現的這些礦床的成因，然而今天觀察到的很多地質現象都提示我們，它們當初的出現完全是快速的而絕非是緩慢的、漸變的。

我們知道，目前海底的熱液系統正在海底火山和相關沉積物中緩慢生成硫化物礦床，但與全球地質記錄中發現的許多火山塊狀硫化物礦床相比，我們當下觀察到的地熱系統的規模，與形成現今的分布全球的這些經濟礦床所需的熱液系統規模相比，不可同日而語。目前世界上還沒有已知的類似地質活動的規模，與地質記錄中發現的致使礦床形成的沉積和流體流動的規模些許接近。

通過現代的一些以理解礦床成因為目的的數值建模分析，學者們注意到導致金屬等礦物集中沉積的必要的流體流動事件，同全球新生的造山帶一樣，只占據了一個非常狹窄的地質時間範圍，幾乎是傳統地質時間的瞬間；並且地質學觀察到如澳大利亞北部一些總體橫向跨度可達約35公里的礦體內鉛同位素表現出高度的均質性。這樣短時期內大量礦物的集中形成讓漸變地質學感到困惑，這些礦床的形成機制隱約指向了快速的災變性事件。

歷史中某種全球範圍的災變性火山岩漿活動、災變性的沉積、變質作用和礦床熱液流動，可以比傳統地質學認為的緩慢的、漸變的作用更合理地解釋與岩漿岩相關的這類礦床的成因。在這樣的大規模的集中猛烈的岩漿活動中，大量的地幔流動和熱量產生會以前所未有的速度熔化地幔物質、將其帶到地表，伴隨這種全球規模岩漿活動的是地下的高溫高壓的變質作用和接近地表的大量水體的熱液流動，這些作用的結果就使金屬等元素和其化合物從地層的岩石圈中析出、通過熱液的流動在岩層的孔隙中被帶到地表附近的沉積單元中，形成集中濃縮的礦床堆積。

7）漸變地質學難以合理解釋帶來天然鑽石的地幔物質的高度動態

金剛石即天然鑽石經常被發現於“金伯利岩”（kimberlite，一種岩漿岩）即金剛石的母岩中。金伯利岩礦床出現於“火山筒”這樣的結構中，含有金伯利岩礦的火山筒因此也被稱為“金伯利筒”（kimberlite pipes）。現代研究發現金剛石是成型於深度約150千米到200千米或更深的地下，而金剛石隨岩漿上升時必須經過減壓減溫類似“淬火”的階段，而且該階段歷時不能很長，需要在十幾到二十幾個小時內完成，否則金剛石 會轉變成為石墨。由此可以推測攜帶金剛石的金伯利岩漿物質在“金伯利筒”中上升的速度約為每秒3米。

<圖6.17> 金剛石和它的母岩“金伯利岩”

自1980代以來, 學界通過“地震層析成像”技術發現在地幔底部即“地核-地幔邊界”（ Core–MantleBoundary/CMB）處，存在兩個體型巨大的地震波低速區域，學界現在稱其為“大型低速區”（Large Low-Shear-Velocity Provinces/LLSVP或LLVP），它們分別位於非洲大陸的下方和太平洋的下方，都分布在以赤道為中心的南北兩側， 各自橫向延伸數千公里，垂直延伸可達近一千千米。這兩個“大型低速區”正好位於地球的正相對的兩端，有學者指出這樣的分布是維持地球自轉的最佳質量配置。下面這個動圖顯示這兩個“大型低速區”在地球地幔中的位置和形狀。

<圖6.18> 非洲大陸下方和太平洋下方的兩個“大型低速區”（LLSVP）的位置和規模三維示意圖

物理學指出震動波在地幔物質特定區域中速度減慢可能有幾種原因，其一是該區域的溫度比周圍背景區域為高，其二是該區域的化學成分與周圍背景區域不同，再或者就是這兩因素的組合。從現在掌握的證據看，這兩個“大型低速區” 區域具有高溫特性應該是確定無疑的，有多篇論文及文章論證兩個“大型低速區”的範圍與太平洋範圍內和非洲大陸及大西洋、南印度洋範圍內的大多數地質“熱點”（Hotspot，即地球表面長期歷經活躍的火山活動的地區）的分布很好吻合，並且非洲下方的“大型低速區”的區域邊界與非洲發現的眾多的金剛石礦即“金伯利筒”的分布範圍基本重合。

如互聯網上的介紹性文章《A review of large low shear velocity provinces and ultra low velocityzones》顯示，兩個“大型低速區”區域和“熱點”分布的關係見下圖。

<圖6.19a> 地幔底部的兩個“大型低速區”與地表地質“熱點”的位置關係

圖中紅色和藍色區域代表在地幔底部約2750千米處的地震波速度差異，紅色是低速部分、藍色是高速部分。圖中大小不等的橙色圓點代表在地表的“熱點”位置，圓半徑的大小代表觀察到的岩漿物質的浮力大小 趨勢。

這篇文章也有包括地幔縱切面內地震波速度區域和數個“熱點”位置的關係的圖示，從這裡可以看到“地幔熱柱”（Mantle Plume）和“熱點”一一對應的關係。如下圖顯示四個太平洋內的“熱點”薩摩亞（Samoa）、塔希提（Tahiti）、馬克薩斯（Marquesas）、加拉帕戈斯（Galapagos）和“地幔熱柱”（即該圖中地幔內地震波低速區域）的對應關係。

<圖6.19b> 地幔刨面圖中“地幔熱柱”（紅色區域，代表地震波低速區域）和地表地質“熱點”（綠色三角）對應的位置關係

同樣是引自該文章，從下圖可以看出，從“石炭紀”（被認為的約3.2億年前）以來的地球上80%的“金伯利筒”（黑點）的分布與非洲下方的LLSVP的輪廓（紅線）基本吻合，“大型火成岩區域”（Large IgneousProvince，綠點）和“熱點”（Hot Spot，黃點五星）的分布也與非洲和太平洋下方的LLSVP的輪廓各自吻合。圖中背景顏色代表在地下2800千米深度地震波傳播速度的差異。在圖中標出的這些“金伯利筒”、“大 型火成岩區域”和“熱點”的位置是根據“泛大陸”的分裂、遷移軌跡重建的。這張圖說明，地幔底部的LLSVP自打形成後其內物質的基本運動形態是因對環境的高溫和低密度而引起的上涌，這也是造成地表因這些從下部到來的高溫物質的驅動在大陸範圍產生“金伯利筒”、“大型火成岩區域”和“熱點”的原因。並且地質學告訴我們，現今地表發現的上千個“金伯利筒”和幾十個“大型火成岩區域”中的大多數，都集中出現在被認為的約1.2億至7、8千萬年前，即“白堊紀”時期。

<圖6.20> 地幔底部的兩個“大型低速區”與地表“大型火成岩區域”（綠點）、“金伯利筒”（黑點、白點）、和“熱點”（黃點五星）的位置關係。（該文章作者對圖中白點即北大西洋西側的“金伯利筒”的成因未作解釋）

地表出現的來自地下深處的金剛石正是藉助地幔底部熱物質上涌也就是“地幔熱柱”的驅動，這進一步指向這些從地幔底部發端的“熱柱”的上升速度恰恰是“漸變”的反面，這些分布觸及大陸和大洋面積的地幔熱物質從地幔底部來到地表可能只需約十天左右的時間。因此在金剛石大量來到地表的時期，地球內部的熱地幔物質轉移應該是高度動態的。

值得注意的是，儘管地下深處金剛石本身具有被認為的古老的放射性同位素年齡、可追溯到地球形成歷史的早期階段，但地表金伯利岩筒中岩石的形成時間要晚很多，其主要發生在“中生代”晚期至“新生代”早期即“白堊紀”附近的區間。漸進的地質史觀如何解釋金伯利岩筒在地質時間上與新生造山運動時期這兩者重合的、集中的出現呢？所謂的緩慢的地質作用如何解釋金剛石從地下深處在金伯利岩筒中的快速上升、及其可能指向的地幔物質從底部向地表的快速運動呢？

現代漸變地質學顯然對地幔深處的岩漿集中大量涌升到地表感到迷惑不解，金剛石來到地表的速度所指向的地幔深處物質以觸及大陸大洋的規模快速地涌升的這個可能更會讓“漸變論”如坐針氈。事實上，對“大型低速區”的命名，最開始漸變地質學採用的是“超級地幔熱柱”（Superplume），然而不久漸變論學者就意識到這個名字的“災變”暗示太過強烈，讓他們尷尬，因此將“超級地幔熱柱”的名稱棄而不用、改為了不帶“災變”性質的LLSVP。

然而“大型低速區”/LLSVP的實質並沒有變，它們應該就是具有大陸和大洋規模的很短的時間就從地幔底部來到地表的“地幔”內部的“超級”的“熱柱”，它們的出現帶到地表的極有可能是“災變”，而不太可能是“漸變”，地表的眾多的“金伯利筒”、“大型火成岩區域”和“熱點”的存在就是它的佐證。

8）漸變地質學無法合理解釋地幔底部堆積的板塊殘餘的冷溫度

在本節第7點提及的這些“大型低速區”的周邊，同樣位於地幔的底部，後續的測量也發現了地震波的“高速異常區”（high velocity zone anomalies），這些高速區域的分布可與學者們預期的板塊邊緣於“隱沒帶”俯衝後到達地幔底部的位置很好吻合，因此有的文獻就將其成為“板塊墓地”（slab graveyard）。我們知道震動波在地幔物質特定區域中速度增長的一種可能原因就是該區域的溫度比周圍背景區域為低，有論文估計“高速異常區”內的溫度比周圍背景物質的溫度低約500~700攝氏度。在這些“高速異常區”的稍遠處、位於“大型低速區”的邊緣附近，也發現了較小規模的“超低速區”(Ultra-Low Velocity Zones/ULVZ)，其邊長 一般在幾百公里，高度在十幾千米。當板塊的邊緣從“隱沒帶”進入地下並俯衝到地幔的深處的過程中，由於環境溫度和壓力的持續增大，地表岩石圈中的物質經歷相變（phase transformation）而發生部分熔融而形成緻密的熔體堆積在“板塊墓地”附近，據推測這就是“高速異常區”和“大型低速區”之間的“超低速區”的成因。在“超低速區”（即推測的溫度最高區）附近，物質可由化學誘導浮力向上升移，最後到達“洋中脊”和大陸裂谷處湧出成為玄武岩。同時有證據表明，這兩個地球內部兩側的“大型低速區”在板塊運動劇烈時期，即約“二疊紀”末期（被認為的約2.5億年前）開始，其位於地幔底部的位置就基本上保持穩定，這也與推測的各板塊自“泛大陸”以始的運動軌跡相吻合，這些軌跡顯示，在所有的板塊中，“非洲板塊”和“太平洋板塊”的相對位移最小。

關於“大型低速區”、“超低速區”和“高速異常區”在地幔中的位置關係，請參下圖示意。

<圖6.21> “大型低速區”（金黃色）、“超低速區”（暗紫色）、和“高速異常區”（綠色）在地幔內的位置關係示意

該圖的視角是從南極點方向，在赤道處作截面。地面的部分顯示非洲（十點方位）、西南印度洋洋脊（SW Indian Ridge）、蘇門答臘島（Sumatra），新幾內亞島（New Guinea），東太平洋海隆（EastPacific Rise）、南美洲、大西洋中洋脊（Mid-Atlantic Ridge）。在外核(黃色)與地幔（淺粉）的交界部分，金黃色區域代表“大型低速區”（圖中標LLVP），暗紫色區域代表“超低速區”（圖中標ULVZ），綠色區域代表“高速異常區”（圖中標PPV，即Post-Perovskite圖中拼寫有錯，和“板塊墓地”/Slab grave-yard）。圖中顯示地幔底部在“超低速區”（ULVZ）處有地幔熱柱產生區域（Plume Generation Zone/PGZ，紅色箭頭），而板塊的邊緣在蘇門答臘、新幾內亞、和南美洲西側俯衝（藍色箭頭）到達地幔底部的“板塊墓地”。冷物質在藍色箭頭處下降至地幔內部，熱物質在紅色箭頭處上升至“軟流圈”（圖中未標）及地表，這種在地表岩石圈和地幔底部之間的物質因溫度差異進行的熱對流成為了板塊遷移的驅動力，實現了板塊“岩石圈層”的再循環。地表非洲處和太平洋處的紅色虛線代表“大地水準面”（Geoid ，即地表重力等位面）的高點，它們就分別位於兩個“大型低速區”的上方。圖裡的Ferropericlase和Perovskite分別是地幔深處最常見的兩種礦物形態即“鐵方鎂石”和“鈣鈦礦”，“後鈣鈦礦”（Post-Perovskite/PPV）是“鈣鈦礦”高溫高壓下相變的產物。

另外，在《Seismic detection of folded, subducted lithosphere at the core-mantle boundary》這篇論文裡，作者們展示了他們在位於加勒比海西側的“地核-地幔邊界”（ CMB）處發現的“鈣鈦礦/後鈣鈦礦”相變位置的冷物質區，該區冷物質呈現摺疊狀，位於“科克斯板塊”（Cocos Plate）的下方。該冷物質區域高 約200千米，溫度比背景地幔物質低約700攝氏度（又見圖6.21的“高速異常區”/PPV）。我們知道在下地幔深度，溫度約為2300攝氏度。

<圖6.22> “地震層析成像”顯示“地核-地幔邊界”處的冷物質堆積（圖中標Post-Perovskite）

該圖中下部圖像為“地震層析成像”顯示的地震波速度異常區域，上部為論文作者對地震波速度異常進行解讀的三維示意。該圖中藍色代表“高速區” / “PPV即Post-Perovskite” / “冷物質區”，紅色代表“低速區” / “熱物質區”，論文作者們推測這些緊挨“冷物質區”的高溫物質團是被冷板塊在地幔底部堆疊時攪動而“騰起”（upwelling）的。

關於“大型低速區”的起源和其在地球地質歷史中存在的持續性，學界圍繞溫度特異、組分特異及它們的組合的可能性提出了多種假說，目前尚無定論。有學者認為可能的、能與板塊構造原理契合的成因是其成型於地表俯衝板塊堆積（即“高速異常區”）對原地幔底部物質的“推擠”（注6.1）。

【注6.1：筆者認為這樣的解釋有問題，“大型低速區”應該是板塊運動在地幔內部機制的主因，這樣的“超級地幔熱柱”內物質向地表方向的涌升致使了地幔熱對流的啟動，因此也是啟動各板塊遷移運動的初始動力源。】

這些研究同時讓我們看到，位於地幔底部的“板塊墓地”中、溫度與背景地幔存在顯著差異的原地表岩石圈板塊存留。那麼問題來了：如果漸變是真實的，板塊運動是經歷了上億年的時間才達到今天的模樣，那麼怎麼解釋“板塊墓地”中的板塊與其周圍的背景地幔顯著的溫度差異呢？如果有人將幾枚小石頭放入溫度設在最高值的烤箱裡，隔了24小時探測小石頭的溫度，那麼讀者您會期望這些小石頭的溫度還能比它們的背景溫度低約30%嗎？如果我們在將小石頭放入烤箱後的頭幾秒鐘就探測它們的溫度，其溫度比背景溫度低約30%這種情境是不是更合理呢？

9）漸變地質學無法合理解釋岩漿岩中保留的地磁方向快速變動的證據

現代地質學探明在今天到“侏羅紀”的中期（被認為的約1.7億年前）之間，地磁一共發生過約280次翻轉，這其中從“新近紀”的頂部（被認為的約260萬年前）到“侏羅紀”的中期的翻轉有約270次之多。漸變地質學現在認為“地磁翻轉的過程最快百年以內即可完成，顛覆以往認為需要千年的普遍認知”（根據“維基百科”）。根據這個陳述，地磁在不穩定期間遷移的速率約為“每年2°”。但是有些岩漿岩中保留的地磁證據表明岩漿岩中記錄的地磁方向變化速率要比“一百年完成一次翻轉”的量級快的太多。

例如在俄勒岡州Steens Mountain等地發現了大於“每天6°”的遷移證據，比“維基百科”認為的速率快約1000倍（“每天6°”相當於在地表磁極每天移動接近900公里，在這種遷移速度下，指南針、地磁導航這樣的設備就沒有使用意義了）。我們知道岩漿冷卻是從其外層開始，地質學根據長期觀測經驗已經可將岩漿體的冷卻時間與其厚度情況的關係相當準確地進行描述；在Steens Mountain發現地特定岩漿岩樣本中，古地磁學研究發現一些樣本內層部位記錄地古地磁方向與其外層部位所記錄的具有明顯的可達50°的差異，而地質學經驗表明這些岩石是在約一周到兩周左右固化成型的，這顯示觀察到的最快的磁極遷移速度大於“每天8°”。以漸變論為理論基礎的地質學和地球物理學者均表示這樣的結果快得不可思議，在他們所能理解的機制內，對於地球這樣尺度的內核產生的磁場可以如此快速的遷移不存在合理的解釋。

本節以上所列多個方面的觀察都給“漸變論”秉持的緩慢的地質歷史變化過程帶來極大的難題。現代地質學對這些困擾的態度就是或者保持沉默、或者閃爍其詞。現任奧地利Alpen-Adria-University Klagenfurt大 學助理教授的德裔地理學家Kirsten von Elverfeldt在她的論文《System Theory in Geomorphology:Challenges, Epistemological Consequences and Practical Implications》中批評現代地質“地形學”（Geomorphology）的現狀時指出，現代地形學基本上只是一百多年前傳統地質景觀概念的術語轉換，它基本只具有描述性，而不能解釋地球表面地形的形成原因。它缺乏基本的假設及概念的連貫一致性，它的機理就好像是一個黑匣子（即只描述輸入和輸出而無法深入討論過程）。結論就是地質地形學的系統理論與物理學基礎廣泛不符（the geomorphological system theory is widely incompatible withphysical basics）。學界之中如von Elverfeldt教授這樣有誠實的而且有勇氣的學者，可謂是鳳毛麟角。

怎樣說服願意獨立思考的人們相信“現在是認識過去的鑰匙”？驅除“深時”這樣的概念籠罩在人們思想中的迷霧，我們分明看到，現今的緩慢的地質作用，恰恰不是認識過去的鑰匙，所有這些“漸變論”噤若寒蟬的地球從外到內的現象，應該還有更合理自洽的解讀。

第七節. 解釋大洪水的物理機制 —— 災變性板塊運動（Catastrophic Plate Tectonics / CPT)

上節列舉了一些地質和地球物理學觀察，這些觀察與“漸變論”秉持的緩慢積累的地質變化歷史背道而馳，眾多的地質細節隱約將我們指向了漸變的反面 —— 災變。

1983年，美國地球物理學家John R. Baumgardner博士在學界第一個利用三維“有限元法”（Finite-Element Method/FEM）將地球地幔建模，以研究地幔熱對流的作用機制，這是他在“加州大學洛杉磯分校”（UCLA）的博士畢業論文工作的一部分；在其後的幾年中，他又幾次將自己的模型改進，以提高其解析度、牽涉更多的參量以及改進計算的靈活性。Dr. Baumgardner將他的三維模型命名為“TERRA”。當然，作為其時年輕的基督徒，他的這些研究的主要興趣之一，就是使用他的專業訓練來分析《聖經》記載的大洪水的產生、發展和完結的物理機制問題。

使用科學的手段去探查《創世記》描述的大洪水的證據和物理機制的問題是可能的，這是因為：

->如果《聖經》記錄的大洪水真實地發生過，那麼作為一場約5000年前全球性的為時約一年的大災變，它必定在地球上遺留下了眾多的痕跡即其真實性的證據；

->學界的以地質地層特徵為基礎的全球地質年代順序的劃分，在多方多條的反覆驗證下，也與我們的理性相符，唯一真正存疑的是“漸變論”的框架下地質年代所認為的成百萬、千萬、上億年的絕對時間；

->由於《聖經》表明在創世和大洪水之間沒有其它的大規模生物毀滅，並且創世者在洪水結束後向人類和各樣有血肉的活物立約說“水就再不泛濫毀壞一切有血肉的物了”，因此，從邏輯上講，沉積岩記錄中在“寒武紀”突然出現的海洋生物化石一定代表了大洪水這場大災變的開始，而位於“寒武紀”上方沉積岩地層中持續不斷的海陸生物化石就應該是這場大災變的延續；

->既然我們已知在“古生代”末期存在的“泛大陸”的位置和形狀、以及板塊曾經遷移的歷史，它們經多方多條檢驗，也是幾乎可以確定無疑的，那麼就存在利用現代科技手段將挪亞大洪水的物理機制，從“泛大 陸”的形狀開始，結合各板塊遷移路徑的歷史作為檢驗手段，使用數學建模儘量釐清的可能性。

對比“漸變論”思維下的緩慢的板塊運動，Dr. Baumgardner將他描述的機制命名為“災變性板塊運動”（Catastrophic Plate Tectonics/CPT)。

在他於1994年發表的《與創世記洪水相關的大規模板塊構造的計算機建模》（Computer Modeling of theLarge-scale Tectonics Associated with the Genesis Flood） 這篇總結性論文裡，Dr. Baumgardner介紹他的三維模型將地球地幔分為174,114個單元（共17層，每層10,242個單元），該模型在每個單元上按動量、質量和能量守恆來求解方程，數值模型以“泛大陸”的形狀開始（約相當於地質地層中的“二疊紀”，對“泛大陸”之前陸地的形狀學界現在無法完全確定），隨設定的模擬計算時間間隔推進。以下的圖7.1至圖7.4顯示了Dr. Baumgardner所得到的計算模擬結果：

<圖7.1> “TERRA”模擬運行“CASE 192”計算至“泛大陸”板塊遷移的第10天時地下100千米處的物質的溫度和速度

Dr. Baumgardner將位於圖7.1中沿藍線所在位置地幔深度400千米處的、寬度約250公里範圍內的岩石溫度設置為低於背景地幔溫度400開爾文（相當於約127攝氏度），並開始允許這些邊界處的位於地幔內的冷物質的重力勢能起作用。該圖顯示在“CASE 192”這次模擬運行計算到“泛大陸”的板塊運動初始的第10天時，地下100千米處的物質的溫度和速度，此時物質移動速度是約每秒0.37米（此刻最大值）。

<圖7.2> “TERRA”模擬運行“CASE 192”計算至“泛大陸”板塊遷移的第50天時地下100千米處的物質的溫度和速度

圖7.2 顯示在上述初始條件下的第50天，模型計算出的各板塊的位置和地下100千米處的物質的溫度和速度，此時物質移動速度已經加速到約每秒1.04米（此刻最大值）。從這裡可以看到，該模型用數學物理方 法建立了從“泛大陸”開始的各板塊移動軌跡，與現代學界經多方論證得出的從“泛大陸”開始的板塊遷移路徑基本相符。模擬結果顯示板塊的移動速度是“米每秒”的量級，比主流的漸變地質學認為的“厘米每年”的量級快了約31億倍。

<圖7.3> “TERRA”模擬運行“CASE 192”計算至“泛大陸”板塊遷移的第50天時地幔內物質的溫度和運動方向截面圖（從北極點看入）

圖7.3 顯示在上述初始條件下的第50天，模型計算出地幔內溫度區域的分布和物質運動流向截面圖，從這裡可以看到，原地錶板塊邊界處的冷物質已經俯衝接近地幔底部，這時地幔中物質的運動速度已經加速到每秒2.35米（此刻最大值）。圖中箭頭（因圖片解析度原因不十分清晰，原文解析度更高）方向和長度表示地幔內物質的運動方向和速度。如前所述，這些地幔中物質的熱對流運動就推動各板塊的底部，使它們在地幔最上層的軟流圈層上進行遷移。

“TERRA”模型同時顯示了在板塊開始分裂後，在洋中脊位置的周邊地殼會因下部地幔熱物質的聚集而整體抬升、在某些區域甚至達到了到海平面以上，並且各大陸的“克拉通”地殼邊緣會在“隱沒帶”的位置被其下方海洋岩石圈冷物質的下行運動應力向下拖拽，甚至致使“克拉通”邊緣進入海平面之下，海底的抬升和大 陸邊緣在“隱沒帶”處的明顯下沉這兩個因素的綜合就導致了海水大規模地向大陸上侵襲。同時，舊大陸上的張裂（continental rift）位置兩側，如今北美和非洲的邊界處，會因大量熱浮力岩漿岩從這些區域下方 的地幔處侵入出現高達上千米的山峰。

<圖7.4> “TERRA”模擬運行“CASE 192”計算至“泛大陸”板塊遷移的第30天時地表海平面的位置

圖7.4 顯示在上述初始條件下的第30天，地表海平面的變化，紫色線條標出了海水的邊界。可以看到今太平洋東側的“擴張性板塊邊界”處即“洋脊”處的新生海底的一部分已經露出海面，原初大洋中的水體會因此被推高（另一個大洋水體被推高的因素是新生的溫熱洋底整體的熱膨脹，見下文）。另外在“泛大陸”的各子塊被拉開的同時，海水已經侵入到原“泛大陸”的大片區域。

作為理論說明，Dr. Baumgardner指出地幔內的岩石因高溫高壓具有“塑性”，並且這一特點在實驗室中被一再證實。進一步地，Dr. Baumgardner將導致板塊開始急速運動的條件解釋為“熱猝增”（thermalrunaway）—— 根據“流變學”（Rheology），當位於起始邊界處的在地幔內的岩石圈層冷物質在重力勢能作用下開始在地幔中下行時，其對周邊地幔物質的擠壓形變和在邊界處的摩擦均可使地幔物質的溫度升高 同時黏度下降，這樣作用的結果就是冷物質運動的加速，而冷物質的加速運動進一步帶來周圍地幔岩石的的加速升溫和黏度的加速下降，由此形成不可逆轉的正量反饋，片狀的冷物質將會像一片在邊界處被加熱的金屬板插入凝固的瀝青一樣，以大約每秒一米的速度“猝增俯衝”（runaway subduction）進入准固態地幔，最後直達地幔底部的“地核-地幔邊界”（該邊界再往下就是包含液態鐵鎳物質的外核，由於其內物質密度遠大於岩石類物質，所以來自地表的岩石不可能進入）。Dr. Baumgardner認為一旦冷物質在“隱沒帶”下的邊界處進入地幔，全地幔的熱循環就被逐漸開啟，在軟流圈頂部的熱物質流就推動板塊“克拉通”的底部使各板塊開始相對運動。當舊有的冰冷的洋殼全部被循環進入地幔，而新生的、溫熱的、密度更低的洋殼在大洋底部全面鋪開後，冷物質的重力勢能作用就耗盡了，全地幔的熱循環於是被逐漸關閉，這種快速的災變性的板塊運動就停止了。

這篇文章的鏈接是：Computer Modeling of the Large-Scale Tectonics Associated with the Genesis Flood.indd

Dr. Baumgardner是學界用三維動態數值模型推導出符合板塊運動理解和大洪水歷史描述之第一人。 這個網址保留了Dr. Baumgardner獨立或參與完成的關於“災變性板塊運動”機制的論文、文章集結：Catastrophic Plate Tectonics and the Global Flood - Global Flood

在上述網址中，以Dr. Baumgardner為作者之一的、對“災變性板塊運動”理論的整體的、系統的總結性文章名為《Catastrophic Plate Tectonics: A Global Flood Model of Earth History》。

對該模型的講解也可參考互聯網上名為《In-depth Explanation of What Caused Noah’s Flood – Dr. KurtWise》的視頻，該視頻鏈接：In-depth Explanation of What Caused Noah's Flood - Dr. Kurt Wise

Dr. Baumgardner在不同場合也坦承他的現有模型無法解釋初始條件需要的特定邊界上深度達400千米的冷岩石圈層物質是如何達成的。他同時承認他的模型在如此快速的《創世記》要求的時間內完成如此巨大 的全球地質改變所引出的巨大熱量的耗散問題，根據物理學現有的原理無法得到解決（他的計算顯示新生 洋底岩石圈層需要被降溫約227攝氏度、而這將使海洋完全蒸發），但是他推測大洪水期間巨大熱量的短時間內耗散的機制也許和“加速核衰變”所引出的熱量耗散機制相同（關於“加速核衰變”熱量耗散的可能機制也請參閱第四節）。Dr. Baumgardner指出“災變性板塊運動”理論現今只是處於它的初級階段，它有一 系列相關問題需要深入研究和探討。

如果Dr. Baumgardner的“災變性板塊運動”理論是基本正確的，那麼不難認識到地幔頂部少許的冷物質發生“熱猝增”、“猝增俯衝”進而導致全球板塊遷移的過程必須是快速的 —— 如“漸變論”那樣設想的緩慢的板塊運動的難題就在於， 在現有的地球物理學的理解能力內，由於在初始期缺少地幔物質熱能的正量反饋機制，如一小片冰冷的金屬板放在整塊的凝固的瀝青上，它根本很難動起來。

以下列出一些對於“災變性板塊運動”理論相關要素的更進一步的理解：

->地質學已經探明地球地幔中含有大量的水，其中上地幔部分大量存在的“尖晶橄欖石”（ringwoodite）晶體內能包含約1%的水合物，有學者推算這樣地幔中的“尖晶橄欖石”所包含的水量就已經是地表海洋總水 量的三倍；

->“災變性板塊運動”期間，洋中脊處急速上涌的岩漿自帶的水份（據現在觀測約占新鮮岩漿重量的4%）從岩漿中脫氣（degassing）後和海水混合形成高壓蒸汽，沿洋脊形成上千公里長條狀的汽液“噴泉”，噴向空中的海水會因重力在離海面不遠處開始回落；但在中脊處持續出現的水蒸氣，加上全球從眾多新生火山 口處和“大型火成岩區域”（如“洪流玄武岩”）的岩漿中的水蒸氣，會升到高空冷凝後造成全球持續強降雨；

->快速新生成的洋底溫熱的洋殼將洋底整體抬高，在大洋中脊處最甚，Dr. Baumgardner估計平均抬高的數值可接近1000米，海平面隨之也被抬高（注7.1）；

->地幔內部的劇烈的物質運動產生的大量地幔熱柱，直接導致全球的火山活動大規模集中猛烈增長，大量陸地和海洋火山在同一時段生成、噴發；同時陸地上張裂的多個部位產生大片的“大型火成岩區域”，有的面積超過十萬平方公里；

->俯衝板塊由於斷裂和岩石相變產生的體積縮小均可在“隱沒帶”區域產生頻繁的、高強度的地震，爆炸性的火山活動、板塊之間的碰撞，連同同一時段開啟的、全球的集中的造山運動同樣帶來猛烈的地震；

->全球範圍的頻繁猛烈的地震和海底火山爆發引發接踵而至的大型海嘯，將巨量的海水一波接一波地從多個方向捲入內陸地區；

->大洪水期間由於地殼物質和地幔物質的快速重新整合，地球的自轉軸可能發生遷移（也請參第五節），這可進一步使潮汐引力的不確定性加劇，從而可能使全球多次海嘯致使的複雜水流更難預測；

->下沉的冷板塊岩石在到達地下約660千米處（即上地幔到下地幔的“過渡帶”/Transition Zone）附近時，可能因背景地幔岩石在此處的相變不連續面（discontinuity）而被暫時阻礙，停滯一段時間後得以像雪崩一樣大規模穿透該不連續面，這可能致使板塊的運動在特定時段內存在一定的間歇性，然後又猛然增速；

->地表各板塊的分離和遷移也具有階段性，加之海水和分離陸塊的相互作用致使的高度動態的水流，這可能是造成在大陸規模的數個“非整合面”（the Great Unconformity）的原因；

->到達地幔底部“地核-地幔邊界”的冷物質導致地核外核部分包含的液態鐵鎳物質的原熱對流模式被急速擾亂，從而導致地球磁場的快速遷移甚至反轉；

->各大陸板塊開始完全分離，從而在各大陸的邊緣因猛烈的碰撞推擠和新近侵入地殼的岩漿浮力的共同作用，使相關各大陸上新的山脈群幾乎在同一時段開始隆起；

->很多造山運動的起始點極有可能是位於海平面以下，那時厚達千米的沉積層中的物質區域很多尚未完成完全的岩化，因此具有極大的“延展性”，造成全球眾多的新生造山帶內存在大量的“逆沖斷層”和“褶皺”這樣的結構，它們的實質是生成時即“災變性板塊運動“期間的、與水體相關的“軟沉積形變”（Soft-SedimentDeformation）；

->當幾乎所有的舊洋底岩石被由洋中脊處生成的新的、溫度更高的、密度更小的新岩石取代後，快速的板塊運動就趨向停止，在洋中脊處的汽液“噴泉”消失，全球性降雨終止；

->隨後的冷卻增加了新生海底岩石的密度，海底岩石圈層位置整體逐漸下降；由於冷板塊岩石圈層的快速俯衝基本停止，“克拉通”的邊緣部位開始從海平面下逐漸恢復到海平面上。海底位置的下降和陸地上高聳山脈的持續出現、以及“克拉通”邊緣處姿態的調整、就導致海水逐步從各大陸地上退去；

->在大陸上最後形成的最上層的、尚未完全岩化的沉積多數被退去的海水沖向大陸邊緣，形成現今大陸架的絕大部分；

->大洪水之後，地球經歷了一段相當長的均衡調整期，並且經歷了大冰期（對大冰期的成因的解釋見第八節），估計長達數百年，其中火山和地震活動以及區域性災變（如山體持續隆升、湖泊決堤，山體滑坡、火山島冒出、舊島嶼沉沒、冰川推進、乾旱沙暴等）仍很頻繁；

->現今發生的火山、地震極有可能是洪水後調整期的殘留災變；現今測量到的板塊每年幾個厘米量級的運動速度，應該是大洪水時期的“災變性板塊運動”的殘餘速度。

【注7.1：根據Dr. Baumgardner的解釋，上地幔岩石的體積熱膨脹係數約為 3×10^(-5)/°C；這意味着洋底平均 80 千米厚的岩石層平均溫度若高出 400°C，將導致海底升高約 1 千米。】

<圖7.5> 全球洋底岩石年齡。除地中海外，最古老的海底玄武岩的年代沒有早於“侏羅紀”時期的，在“巨層序”的1S到4A階段的洋底幾乎全部被回收回地幔，現今所見洋底幾乎全部始自5Z及以後時期（圖中色標對應數字代表的岩石年齡為被認為的“百萬年”）

<圖7.6> 愛達荷州Snake River Canyon兩岸的“洪流玄武岩”，是在“中新世”時期形成的Columbia RiverBasalt Group的一部分，該玄武岩組的覆蓋面積達21萬平方公里

對應第三節中Dr. Clarey的團隊給出的沉積岩數據，“災變性板塊運動”期間，與初始的板塊分裂和有限數量的新洋底的形成相伴隨的海水將最早和最薄的“巨層序”1S、2T、3K擴展到了今大陸邊緣的有限部分；持續新形成的高溫海洋岩石圈導致海底被抬升，加上岩漿從地幔中帶了的額外水量，從而繼續將水位在4A階段推高，今各大陸開始先後在原“泛大陸”的輪廓上出現明顯的裂解，海流開始蔓延到今各大陸的內部，將巨量的泥沙宣泄到水底鋪陳形成沉積；到了5Z階段，快速生成的洋殼使水量達到頂峰，這時今各大陸也已經完全分離開來，在板塊的帶動下以“米每秒”量級的速度遷移，持續的海嘯使海水徹底覆蓋全球所有陸地面 積，全球新生造山運動廣泛在水下出現。在古大陸的較高海拔區域，由於水勢最後才觸及這裡，大洪水帶來的最下部的沉積屬於4A和5Z序列。當舊有的冷洋殼完全在“隱沒帶”邊界消失到地幔內部後，“災變性板塊運動”的加速期趨於結束，新海床逐漸冷卻下沉、今各大陸按今天的分布基本到位，水流在6T階段開始從大陸上退去，最後鋪陳在大陸最上部的大量沉積被帶到今各大陸邊緣。

在為期數月的“災變性板塊運動”的加速過程中，海底新生的玄武岩岩漿將圖3.25所示的海水及海洋沉積物中的“鍶-87對鍶-86的比值”一路拉低，在4A和5Z階段抵達最低值；“災變性板塊運動”的減速過程中，新生 玄武岩岩漿湧出趨向停止，該比值才開始回升至1S初期的最高值。因此“鍶-87對鍶-86的比值”在六個“巨層序”階段內的變化所揭示的海底新生玄武岩的數量、與用“巨層序”沉積數量對海面高度的推測，和“災變性板塊運動”對大洪水物理機制即新生海底將海平面推高並帶來額外水量的解釋，輔以“放射性同位素與地球年齡”/RATE項目指出的元素的核衰變速率曾在地球歷史中大幅加速以給地球物質的快速重整提供能源的可能，這四個獨立的研究所得的證據指向的結果一致，那就是 —— 《創世記》描述的大洪水應該是真實的地球地質歷史事件。

對於大洪水結束在地質地層內相對應的位置，研究大洪水的學者們存在有不同意見，基本分為兩個觀點。其一認為“白堊紀/古近紀”附近是洪水/後洪水的邊界（即K-Pg邊界，如Dr. Baumgardner和他的同事們的觀點，他們認為“新近紀”的沉積對比之前“中生代”的沉積具有明顯的區域性，應為洪水後局部殘留災變所致），其二認為“新近紀”的頂部“上新世”附近為洪水/後洪水的邊界（即N-Q邊界，如根據第三節中提到的Dr. Clarey的觀點，他認為在6T階段即“古近紀”和“新近紀”洋底的岩石圈層仍在產生，同時該階段在全球同樣具有大量的沉積和化石，這樣的沉積規模和化石種類不用大洪水這樣的事件很難解釋）。筆者認同第二 種觀點，“新近紀”的沉積對比之前的沉積具有明顯的區域性、且頂部一般顯現侵蝕痕跡的原因可能是因為它們位於大洪水的消退階段，這時位於陸地盆地（basin）、裂谷（rift）等低洼處的沉積已經在水下開始完成初步成岩化，故很難被退去的洪水帶離原沉積處，這應該是“新近紀”的沉積對比之前的沉積具有明顯的區域性的根本原因。

根據《聖經》的啟示，大洪水這個迄今為止在人類的歷史中唯一的一次的全球性的大災變發生的時間約為5000年前（注7.2），這就解釋了為什麼在地幔底部的“板塊墓地”中的原地表岩石圈物質對環境地幔具有較低的溫度。像“漸變論”那樣認為的每年幾個厘米量級的板塊運動速度期望的所謂的上億年的板塊運動歷史不可能造成地幔底部的殘餘板塊與環境地幔具有明顯的溫度差異；原地表岩石圈板塊是以“米每秒”的量級快速到達地幔底部的約2900千米深度的，並且該事件發生的時間距今天只有約五千年。

【注7.2：根據十七世紀詹姆斯·厄謝爾（James Ussher）按“馬索拉本”（Masoretic Text，為希伯來語標音 版《塔納赫》，最早可追溯到公元1009年，也是今天新教的《舊約》部分各主要譯本的源本）推測的年代，大洪水發生在公元前2348年，距今約4373年。

在《創世記》11:10-26中，對於閃的各代後代直到亞伯拉罕，“馬索拉本”記亞伯拉罕為第九代，而“七十士 譯本”（Septuagint，為公元前三世紀左右的《塔納赫》的希臘語譯本，也是《舊約》/《塔納赫》的第一 個外語譯本）記亞伯拉罕為第十代，並且“馬索拉本”在亞伯拉罕的多位祖先的生產長子的年齡上均比“七十 士譯本”少計100年或50年，這樣從亞伯拉罕反推的結果就是，如果採用“七十士譯本”，則大洪水發生的年代就會比採用“馬索拉本”的年代至少早650年，也即大洪水發生於距今約5000年前。

關於為何比“七十士譯本”晚約一個千年的希伯來語“馬索拉本”會和希臘語的“七十士譯本”中的年代有這些不同，在《The Case for the Septuagint’s Chronology in Genesis 5 and 11》這篇論文中，論文作者推測和公元一至二世紀左右的猶太拉比試圖將耶穌基督出現的時期排除到原初《塔納赫》所預言的彌賽亞到來的時間窗口之外的嘗試有關。有興趣的讀者可參該論文原文，也可觀看該論文作者在Youtube上的總結性視頻（與論文同名）。】

“災變性板塊運動”理論，即使在如Dr. Baumgardner所說的它現在這樣的初級階段，也已經比主流的、漸變的“板塊運動”理論更能自洽完備地解釋地質學所觀察到的幾乎所有的現象，困擾“漸變論”地質學和主流板塊理論的一眾難題（如第六節所列），在“災變性板塊運動”理論框架下，運用《聖經》對為時約一年的大洪水的啟示，均可得到基本清晰的詮釋和時序脈絡。是新生的海底和其帶來的大洪水造成了現今地球內部和表面各種錯綜複雜的地質和物理現象，板塊的遷移和大洪水將地球的表面為後代的人類整個地、快速地重新塑造了。

【注7.3：有必要指出的是，“災變性板塊運動”理論並不是唯一的嘗試解釋大洪水物理機制的理論，另外一 個具有一定影響力的理論是Walt Brown博士的HydroPlate理論（HPT），該理論認為大洪水在物理上是由在洪水前存在於地下的巨大的高壓密封蓄水倉的破裂引發的，繼而各大陸在這樣的基礎上“滑動”產生遷移。該理論的問題是現今地質研究並未發現這些Dr. Brown所設想的蓄水倉的遺蹟，而且其大陸遷移機制與現有的較成熟的板塊運動理論沒有過多契合。作為機械學博士，Dr. Brown的理論看似能解釋很多的現象，但他實際上並未對任何具體的機制提出足夠深入縝密的數學和物理分析，因此他的理論缺乏從科學角度的系統的一致性，反而顯示出很大的零散性，是一眾物理概念的堆積。在很多關於大洪水問題的解釋上，如他在對太陽系內小行星和彗星的來源機制的解釋時，Dr. Brown引入了連續5個步驟的物理現象以期望達到他的機制所需要的能量來源，然而如果仔細推敲，其中很多連續的步驟之間、即使在概念上也並不能嚴格從前一步推導出下一步。基於此，作為解釋大洪水物理機制的整體框架，研究大洪水物理機制的學者們對該理論的接受度不高。但這並不是說Dr. Brown嘗試用大洪水解釋觀察到的現象的所有嘗試都一定是錯誤的，他的理論里涉及的某些單個元素有可能是正確的。有興趣的讀者可參HPT理論的網址https://www.creationscience.com/onlinebook/ 。】

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