在人類歷史上，總有人引發(fā)一場被我們稱之為“哥白尼式革命”的學(xué)科發(fā)展事件，哥白尼之于天文學(xué)，改變了整個天文學(xué)發(fā)展的歷史軌跡；同樣，康德終結(jié)了理性主義和經(jīng)驗主義的紛爭，引發(fā)了哲學(xué)史上的“哥白尼式革命”；達爾文提出了以自然選擇學(xué)說為核心的生物進化論，終結(jié)了生物起源問題只能付諸宗教的歷史，引發(fā)了構(gòu)建整個生物學(xué)大廈基礎(chǔ)的“哥白尼式革命”；愛因斯坦的相對論和玻爾等人的量子力學(xué)，終結(jié)了物理學(xué)大廈已經(jīng)建成的神話，引發(fā)了物理學(xué)的“哥白尼式革命”。而地質(zhì)學(xué)上的“哥白尼式革命”，這得從“海底擴張說”說起，對這一學(xué)說最大的貢獻來自于美國海洋地質(zhì)學(xué)家、地球物理學(xué)家H.H.赫斯（Harry Hammond Hess，1906～1969）。

H.H赫斯

海底擴張說的形成當然不是赫斯一個人努力的結(jié)果。日本地球物理學(xué)家和達清夫（1902～1995）于20世紀30年代發(fā)現(xiàn)，環(huán)太平洋有全球地震活動強烈的震源帶，環(huán)太平洋的震源帶并不是平坦的，而是傾斜的；太平洋東岸的震源帶傾角不超過30°，但西岸則達45°；它的傾斜方向通常指向大陸，但在澳大利亞東北的新不列顛、所羅門、新赫布里底群島一線及臺灣以南至呂宋島一線則傾向大洋。到了1949年，美國地震學(xué)家H.貝尼奧夫（Hugo Benioff，1899～1968）在研究環(huán)太平洋深源地震分布時進一步確認此震源帶的存在，現(xiàn)稱此震源帶為貝尼奧夫地震帶。貝尼奧夫帶的發(fā)現(xiàn)，標志著大陸和大洋間存在構(gòu)造運動的關(guān)系。20世紀50年代中期，美國海洋地質(zhì)學(xué)家B.C.希曾（Bruce Charles Heezen，1924～1977）提出，大洋中部普遍存在海底山脈，形成狹長延綿的大洋底部高地，稱為中央海嶺或大洋中脊。沿著大洋中脊，存在全球性的由于擴張作用使巖石圈破裂而形成的一系列狹長的斷陷帶，即裂谷系。

英國學(xué)者S.K.朗科恩（S.K.Runcorn，1922～1995）發(fā)現(xiàn)，地球的磁場從來不是恒定不變的，而是變化的，甚至經(jīng)歷過南北倒置的現(xiàn)象，我們把這種現(xiàn)象叫作古地磁極移動現(xiàn)象。S.K.朗科恩的研究表明，古地磁極隨地質(zhì)時代發(fā)生了遷移，如果“抹去”現(xiàn)今的大西洋，歐洲和美洲大陸可以由古地磁極移動曲線重合在一起，這當然能說明“大陸在漂移”，也說明大西洋是海底擴張的結(jié)果。

被稱為“當代海洋地質(zhì)之父”的H.H.赫斯一生充滿了傳奇色彩。赫斯于1906年5月24日生于美國紐約。1923年在耶魯大學(xué)主修電子工程，兩年后改學(xué)地質(zhì)，1927年獲得學(xué)士學(xué)位后，在非洲南部內(nèi)陸國津巴布韋（原稱羅得西亞）工作了兩年，回國后考入普林斯頓大學(xué)地質(zhì)系，繼續(xù)攻讀博士學(xué)位，研究弗吉尼亞的蝕變輝長巖（即鋰銣銫礦石）。其后，赫斯在新澤西州的魯特格斯州立大學(xué)、華盛頓特區(qū)的地球物理實驗室、普林斯頓大學(xué)地質(zhì)系等地從事科學(xué)研究，直到逝世。他還是南非開普敦大學(xué)和英國劍橋大學(xué)兼職教授，美國預(yù)備役海軍少將。

第二次世界大戰(zhàn)期間，赫斯在太平洋艦隊服役，在“開普·約翰遜”號運輸艦上擔任艦長。在此期間，赫斯多次橫越太平洋，艦上的回聲測深儀記錄到洋底有許多“山脈”（洋中脊），他以他專業(yè)的知識判斷，這些星羅棋布的海洋中的山脈很可能都是沉沒的火山島，但他沒能弄清楚這是怎么形成的。二次大戰(zhàn)結(jié)束后，赫斯發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。

1959年，赫斯在給美國海軍研究辦公室的一份報告中，根據(jù)大洋中脊的最新調(diào)查資料，首先提出了“海底擴張”和海底增生的思想。但是，赫斯當時并沒有使用“海底擴張”這個詞匯。這份報告流傳很廣，引起了地學(xué)界的普遍關(guān)注。1961年，美國海岸和大地測量調(diào)查局的海洋地質(zhì)學(xué)家R.S.迪茨（Robert S.Dietz，1914～1995）正式啟用“海底擴張”一詞來概括海底增生和更新的過程。

1962年，赫斯為恩格爾主編的《巖石學(xué)研究》寫了一篇題為《大洋盆地的歷史》的文章，系統(tǒng)闡述了海底擴張的思想。赫斯在這篇被人們稱為“地球的篇章”的文章中指出，同樣特征的海底平頂山，離中央海嶺（洋中脊）近的較為年輕（即形成的時間較短），山頂離海面較近；離洋中脊遠的，地質(zhì)年代較久遠，山頂離海面較遠。赫斯的解釋是，大洋底部的一切運動過程，就像一塊正在卷動的大地毯，從大裂谷的兩邊卷動（大裂谷是地毯上卷的地方，而深海溝則是下落到地球內(nèi)部的地方）。地毯從一條大裂谷卷到一條深海溝的時間可能是1.2億～1.8億年。如果打個比喻，托起海水的大洋底部像一條在地幔中不斷循環(huán)的傳送帶，因為在地球的地幔中廣泛存在著大規(guī)模的對流運動，上升流涌向地表，形成了洋中脊，下降流在大洋的邊緣造成巨大的海溝。洋殼在洋中脊處生成之后，向其兩側(cè)產(chǎn)生對稱漂離，然后在海溝處消亡。在這里，陸地作為一個特殊的角色，被動地由海底傳送帶拖運著，因其密度較小，而不會潛入地幔。所以，陸地將永遠停留在地球表面，構(gòu)成了“不沉的地球史存儲器”（如圖所示）。按照赫斯的理論，大西洋正在擴大，太平洋正在縮小。

海底擴張與海底地形

赫斯的文章在地學(xué)界引起了巨大的震動，幾乎撬動了整個地學(xué)界，對“大地固定論”產(chǎn)生巨大的沖擊。在1967年4月舉行的美國地球物理學(xué)聯(lián)合會的年會上，赫斯應(yīng)邀作了一個特別報告，詳細介紹了海底擴張的概念和歷史，得到了與會者一致的支持和贊揚。

時間回到1957年，美國科學(xué)家W.H.蒙克和H.H.赫斯倡議，用深海鉆孔穿過莫霍面，以研究地幔的物質(zhì)組成，這就是“莫霍計劃”。雖然這次計劃并沒有成功，但為深海鉆井積累了經(jīng)驗。1964年，由美國斯克里普斯海洋研究所等五個單位聯(lián)合發(fā)起組成“地球深層取樣聯(lián)合海洋機構(gòu)”，并提出了深海鉆探計劃。它是通過在大洋和深海區(qū)進行鉆探而獲得海底巖心樣品和井下測量資料，來研究大洋地殼的組成、結(jié)構(gòu)、成因、歷史及其與大陸的關(guān)系。1965年，在美國東海岸的布萊克海臺試鉆成功。1968年8月后，蘇聯(lián)、聯(lián)邦德國、法、英、日等國相繼加入深海鉆探計劃。到1983年11月計劃結(jié)束時，參與計劃的“格洛瑪·挑戰(zhàn)者”號船共完成了96個航次，鉆探站位624個，實際鉆井逾千口，航程超過60萬公里，回收巖心9.5萬多米，除冰雪覆蓋的北冰洋以外，鉆井遍及世界各大洋。

深海鉆探的原始資料與成果驗證了赫斯的海底擴張學(xué)說。