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提出「大陸漂移說」、最終不幸遇難的科學界奇人韋格納

文:高崇文

在台灣大家對地震都不陌生,提出許多相關的大陸術語也琅琅上口。最常聽到的漂移就像是台灣位於兩個板塊的交界上,東南方有菲律賓海板塊,說最西北方則是幸遇歐亞板塊,這類的科學老生常談,大家想必聽到耳朵都長繭了。界奇可是人韋板塊是什麼?科學家何時又是如何發現地表上的板塊?板塊又是如何移動?這些都是地球物理的大哉問呀。而大陸漂移學說,格納正是提出催生板塊理論的一個重要契機。

上個世紀初提出這個乍聽之下有點異想天開的大陸學說,是漂移一位嚴謹的德國氣象學的學者,他的說最人生也非比尋常,屢次到冰天雪地的幸遇無人之境探險,最後卻不幸遇難,科學就讓阿文來為您來介紹這位科學界的奇人吧。

阿爾弗雷德.羅塔.韋格納(Alfred Lothar Wegener)在1880年11月1日出生於柏林,韋格納家是牧師世家,阿爾弗雷德是五個孩子中的老么。他的父親理察.韋格納是一個神學家,並在享有盛名的柏林文科中學(Berlinisches Gymnasium zum Grauen Kloster)擔任古典語言的教師。

當時的習慣,德國的大學生通常會在幾所大學間來來去去,韋格納也不例外,他優遊於柏林大學、海德堡大學與因斯布魯克大學,研讀物理,天文以及氣象學等科目。最後韋格納在柏林洪堡大學拿到博士學位,指導教授是當時Astronomisches Rechen-Institut in Berlin的主任天文學家Julius Bauschinger。

他的博士論文是〈阿方索星曆表的現代運用〉。(阿方索星表是卡斯提爾國王阿方索十世的贊助下完成的星表,曾是歐洲最受歡迎的天文星表,使用的托勒密系統來計算)

韋格納的論文主題的基本起源,是Zedler在1901年發現了一個古老的「天文日曆」(AK),而Bauschinger將此AK追溯到1448年。他們將AK中給出的數據與韋格納轉換後的阿方索星表(Alfonsine Table, AT),以及現代星曆表中得出的數據進行了比較。他發現,如果考慮到AK中行星的黃道經度的微小恆定變化,則AK中的數據與從AT得出的數據基本吻合。

這種變化可能是由於對春分點的不同定義。聽起來不是令人熱血沸騰,但肯定費時費工的題目呀。

2a70d06884da9fdfa8a8fabebcf519d8圖片來源:維基百科
阿爾弗雷德.羅塔.韋格納

拿到博士學位以後的韋格納,並沒有繼續埋首書堆,1905年他成為林登堡航空氣象台助理。韋格納與比他年長2歲他的哥哥庫爾特(Kurt Wegener, 1878-1964),對於氣象及極地研究有著同樣強烈的興趣。他們率先使用氣象探測氣球來追蹤大氣現象,此外他們也在氣球上試驗天文定向的新型象限儀。

韋格納兄弟在1906年4月5日至7日間創下氣球連續飛行的新紀錄,在空中停留長達52.5小時。熱氣球是當時重要的科學工具,1912年奧地利科學家維克托.赫斯(Victor Hess,1883-1964)甚至還搭熱氣球探測宇宙射線呢!

除了搭乘熱氣球外,韋格納在1906年首次參加格陵蘭島探險。率領這次探險隊的是丹麥探險家路德維希.米留斯-埃里克森(Ludvig Mylius-Erichsen 1872-1907),目標是格陵蘭島上東北海岸最後一個尚未有人去過的地區。

對天性熱愛冒險的韋格納來說,這應該是難以拒絕的一項挑戰吧。當時極地探險方興未艾,特別當時正當民族主義的熱潮,每個國家為了誰能登上北極、南極等地個個磨拳擦掌,躍躍欲試。

當時南北極都還沒有人到過,1909年美國探險家皮爾里才到達北極點,1911年底,挪威探險家阿蒙森登上南極點。極地探險也是非常危險的任務,最有名的莫過於全軍覆沒、全員死在南極的英國史考特探險隊。

韋格納在這次遠征期間,於格陵蘭島附近的丹麥港(Danmarkshavn)建造了第一個氣象觀測站,他使用風箏和氣球進行觀測北極氣候。這次旅程也發生不幸,探險隊的隊長和他的兩個同事,在遠征期間因精疲力盡而不幸喪命,其他隊員則平安歸來。

從格陵蘭回來之後,韋格納於1908年在德國馬堡大學擔任氣象學,天文學和宇宙物理學的講師。他主要研究領域是大氣熱力學和古氣象學。他的講課清晰明白而大受歡迎,他的授課內容後來在1910年以《大氣層的熱力學》(Thermodynamik der Atmosphäre)之名出版,成為氣象學的標準教科書。

ca54338a4c0c7c563be7842a5f399e7e圖片來源:維基百科
韋格納是左邊那位

韋格納在這段時期,開始注意到非洲大陸西岸和南美洲東岸的海岸線很相似,因此推測大陸原本是相連的。更進一步他還發現南極、澳大利亞、印度和馬達加斯加的輪廓也能緊靠南部非洲。他分析了大西洋兩岸的岩石類型,地質結構和化石。尤其是在植物化石,發現了令人吃驚的類似。因此他推測這些大陸原本是相連的,後來卻逐漸分離。

雖然在他之前也有人曾有相似的想法,(註)但韋格納提出完整理論,也是正式使用「大陸漂移」(die Verschiebung der Kontinente)的第一人。1912年1月6日,他在法蘭克福的Senckenberg博物館召開的德國地質學會中,正式提出了「大陸漂移」學說。(阿文當年在法蘭克福工作時天天從這個博物館前走過,卻從沒動過念頭進去瞧瞧呢!)

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註釋:像是奧地利的地質學家Eduard Suess,就曾提出了在南半球曾經存在過一個統一的大陸的假設,他稱這個大陸為岡瓦那大陸。1893年,他根據阿爾卑斯山脈與非洲的化石紀錄,又提出在勞亞大陸與岡瓦納大陸之間,曾有個淺內海存在,他命名為特提斯洋。

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c8c1febb699b6609de403d48853dd41c圖片來源:維基百科

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