葛利普脉动理论的产生、发展及影响探究(2)

　　作为一位百科全书式的地质学家，葛利普深谙上述各种学说，尤其是修斯和钱柏林的理论，此外他对当时世界各地的地层资料亦极为熟稔。结合这些地层资料（ 尤其是北美、欧洲和中国） ,葛利普研究了全球性的海进海退现象，由此提出解释全球地层系统和地球变迁的脉动和极控理论，并通过规律性的海进和海退将古生代重新划分为14个脉动纪和14 个间脉动纪。（ [26],27 页） 但他并未认同欧洲流行的地球收缩说，而是采用爱尔兰地质学家乔利（ John Joly,1857 ~ 1933） 地壳岩石放射性热源周期性生成并传导的理论，指出地球以此能源而发生不断的地壳隆起与塌陷，持有一种美国式的“均衡”说。
　　
　　葛利普说： “周期性的增热通过冷的大洋底传导而消失。膨胀之后是收缩，大洋随着其洋底的变化而升降； 海进之后是海退，一个脉动纪就完成了。”他深信，岩石放射性引发的脉动为地球带来永恒的生命力，使之永葆青春。（ [26],15 页） 但他依据乔利的理论估算，海进和海退大概各需3000 万年（ 30Ma） ,间脉动纪又约3000 万年，这样以14 个脉动纪和14 个间脉动纪组成的古生代，即要经过漫长的12. 6 亿年（ 1260Ma） ,以现在约2. 9亿年（ 541Ma ~ 252Ma） 的古生代分期，实在太过漫长了。[23]
　　
　　2 脉动和极控理论： 一种新地球观
　　
　　2. 1 脉动理论的提出
　　
　　一般认为，葛利普的脉动理论发端于1933 年7 月在华盛顿召开的第16 届国际地质大会。事实上，早在1913 年的巨着《地层学原理》（ Principles of Stratigraphy） 一书中，即已出现脉动思想的端倪。他以地球作为一个整体（ “The Earth as a Whole”） 来看待古生物和地质现象，并将地球从上到下分为气圈（ atmosphere） 、水圈（ hydrosphere） 、岩石圈（ lithosphere） 、岩浆圈（ pyrosphere） 、重圈（ barysphere） 、地核（ centrosphere） ,以及分布于上三圈层的生物圈（ biosphere） .他在水圈部分专门解释了海进和海退及其对地层沉积的影响。（ [27],1 ~ 16 页） 他还明确表示该书的目的是“把我们努力获得的全部事实和原理汇集起来，通过遗留在岩石中的地质记录来解释地球的历史。”（ [27],vii）
　　
　　1920 年丁文江延揽葛利普来华，那时葛氏尚对被哥伦比亚大学解聘一事颇有纠结，但或许是希望建立一个全球性的地层理论，他还是被召唤来到大洋彼岸。1920 年10 月刚到中国，葛利普即投入到对中国古生物和地层的研究和在北京大学地质系的教学工作，并随即于1920 年在中国或美国的期刊上发表多篇关于中国古生物的论文，尤其是1922年为新创刊的《中国古生物志》连续刊发新着，并在《中国地质学会志》上发表“震旦系”（ The Sinian System） 的长文，深受学界重视。他以百科全书式的地质学知识，一方面迅速掌握中国的古生物学、地层学资料，另一方面以此完善他的知识结构，试图构建一个会通中西的地球理论。
　　
　　通过对中国地层学的深入探索，他于1924 年出版《中国地质史》（ Stratigraphy of China） 上卷（ 古生代及之前） ,下卷（ 中生代） 于1928 年问世，堪为中国地层学的里程碑着作。他在书中系统探讨了中国的地层，奠定中国地层学的基础。同时，他一直强调地质学应将地球作为一个整体来研究[28],并开始用海侵海退理论来解释地层之形成[29].但他那时关于中国古生代地层的划分仍属于传统的范畴。
　　
　　前人殊少注意到，关于脉动和极控理论以及地球历史的整体框架其实早在1933 年即已建立。1933 年5 月28 日和30 日葛利普在《时事日报》（ The Peiping Chronicle） 上发表“年代的节律---脉动论，地球历史的新观点”（ The Rhythm of the Ages: The Pulsation Theory,A New Aspect of Earth History,Lecture at Yenching University） 一文（ 葛氏在燕京大学的演讲） ,首次提出了“脉动理论”,并将之与魏格纳的大陆漂移学说相提并论。
　　
　　该文除未提及“极控理论”之名，实际已奠定葛氏后来的全部理论框架。作者以地外星体的假设、大陆漂移说以及脉动理论解释了泛大陆的产生、海陆格局的形成，以及生物的出现和演化等地球的恢弘历史。文中着重阐述其脉动理论，指出规律性的海进海退是全球现象，海进即正脉动（ positive pulse-beat） 将海水带入所有地槽（ geosyncline） ,海平面上升，海退即负脉动（ negative pulse-beat） 使得海水撤退，海平面下降。如此一正一负脉动构成一次脉动纪。海洋的进退可用以解释地层的形成和生物的生灭。文中还以海进海退阐述了古生代各纪地层的三分法，即每个系的下部代表海进，中部为海退，上部又代表海进，下一系的下部则为海退，依次类推。[30]
　　
　　2. 2 第16 届国际地质大会
　　
　　脉动理论是葛利普在第16 届国际地质大会上正式提出来的。1933 年7 月22 ~ 29日，第16 届国际地质大会在华盛顿召开，共有54 个国家的1182 人注册了会议（ 实际参会665 人） ,34 个国家派遣了141 名官方代表参会。中国共注册8 位代表[31],但只有6 人参加： 巴尔博（ George B. Barbour,1890 ~ 1977） 夫妇、步达生（ Davidson Black,1884 ~ 1934） 、葛利普、德日进（ Pierre Teilhard de Chardin,1881 ~ 1955） 、丁文江，阵容强大。
　　
　　1933 年6 月23 日，葛利普同丁文江、德日进、赫那（ Nils Horner）、葛利普的秘书伍德兰（ Alice Woodland） 女士等人从上海乘船前往美国，参加第16 届国际地质大会。因美国地质学会提供部分经费，葛利普方能参加此次会议。[32]这是葛氏自1920 年来华后唯一一次离开中国之行，那时他的腿疾已经十分严重，且已基本不出门进行地质考察，可见他对此次会议的重视。此行的主要目是在该会议上宣扬其脉动理论，同时亦借此机会返美探亲访友。
　　
　　在此次会议上，他共发表了3 篇论文，一篇即是关于脉动理论的，另外两篇则为与丁文江合作关于中国石炭纪和二叠纪的论文。1933 年7 月25 日下午，葛利普在“中古生代”（ Middle Paleozoic） 分会上作了“沧桑论中之轩轾”（ Oscillation or Pulsation） 的报告，对哈尔曼（ Erich Haarmann） 的颤动理论（ oscillation theory） 提出质疑，进而提出脉动理论。哈尔曼1930 年在其《颤动理论》一书中，指出大陆的垂直运动是构造地质的主要动力，一地上升，必有另一地下沉，上升之地因不断侵蚀而沉积于低地，因此伴随有海进海退之现象，成为地质构造的次要动力。[33-35]
　　
　　与哈氏相反，葛利普认为海进与海退为地质构造的主要动力，因此带来的陆地升降运动则居于次要的地位。他在文中论述了海平面有节奏的脉动，正脉动代表全球性的海进，广遍的代表性构造沉积形成，大量海洋生物同时侵入地槽和陆缘浅海； 接下来的全球性海退（ 或称为负脉动） 则导致陆相沉积的形成或广泛的侵蚀。下一次脉动又是全球性的海进。因此两次海进之间则为沉积间断（ hiatus） 或陆相沉积。这正好形成了每一个系的三重划分，如某一系的上下层为海进所形成，中间为海退，下一系的上下层则为海退，中间为海进，造山运动与海进海退的关系亦可因此获得解释。葛利普因此对古生代地层（ 寒武系、志留系、泥盆系、狄南阶、宾夕法尼亚系、二叠系） 作了重新划分（ 图1） .[36]
　　
　　报告后，德国地质学家施蒂勒（ Hans Stille,1876 ~ 1966） 和美国地质学家伊莱亚斯（ Maxim K. Elias） 分别与葛利普进行了交流与讨论。前者赞成葛利普提出的海进海退确有全球性的意义，但其原因更多地在于构造运动，因而构造运动也是地质现象的主要动力。葛利普对施蒂勒的评论表示感谢，但不赞同他认为构造运动是主要动力的看法，虽然在其报告中引用了施蒂勒关于构造运动的研究，作为脉动间歇期的地质作用。[36]
　　
　　在166 篇所提交的论文中，葛利普的这篇报告被认为是此次大会上11 篇最为重要的文章之一。此外，戴维斯（ W. M. Davis,1850 ~ 1934） 的“山地沙漠地貌学”（ Geomorphol-ogy of Mountainous Deserts） 、李四光的“东亚构造的框架”（ The Framework of Eastern Asia）亦名列其中。[37]至于葛利普与丁文江合作的两篇论文，反响并不大，为此丁文江还显得比较沮丧。[38]
　　
　　葛利普会后与伍德兰女士前往波士顿、布法罗会见师友、亲人。两个月后，1933 年9月初，葛利普抵达加州，在加州大学伯克利分校作了关于脉动理论的演讲[39].9 月8 日，葛利普、伍德兰和德日进等从旧金山乘船返回中国。