此部影片主要是在講述美國地質學家海底擴張學說提出人:哈蒙德·赫斯(或翻譯為海斯)的科學發現。

👉此影片適用於國三上學期地球科學「變動的地球」單元。

👉搭配學習內容條目:板塊之間會相互分離或聚合,產生地震、火山和造山運動。

LIS將科學家海斯發現海底擴張的過程,製作成有趣的故事及詳細的動畫解說。教師可搭配以下影片重點整理,將科學家發現與解決問題的歷程帶入課程中,設計探究課程,讓學生學習科學家是如何發現海底擴張現象,成功解釋了大陸漂移的動力。若想看更詳細的海斯、海底擴張資料,請點擊上方的「文本」。

是什麼經歷促使科學家展開研究

00:00 地震波傳到中洋脊的時候,波速會變慢。

根據地震波的探測,在中洋脊的裂口中,地震波的波速產生驟降。而中洋脊這樣的奇特地形在以前從來沒有被人發現過,引起了海斯的興趣,並且推測中洋脊內部為岩漿。

為什麼科學家會有這樣的發現

02:59 中洋脊附近沈積厚度只有約1公里厚。

海斯用海底地層的沈積速率去計算中洋脊附近的沈積岩層,發現了中洋脊附近沈積厚度只有約1公里厚,以地球45億年來做計算,沈積厚度應該超過10公里才對,這讓海斯更想知道其中的原因。

科學家如何進行聯想與假設

03:36 中洋脊是由於地函熱對流關係所造成的地形,且中洋脊附近的沈積物都比較薄

海斯聯想到赫姆斯的地函熱對流說,於是假設板塊被往兩旁拉開後產生了裂口,而岩漿從裂縫中湧出,持續產生新岩層,並在海底裂口冷卻堆積,形成如山脈一般的中洋脊。

又因為岩層是新生成的,所以較少沉積物的堆積,讓中洋脊附近的岩層比其他地方還薄。

科學家如何進行驗證與結論

04:12 海斯找到的三個重要證據海溝旁總伴隨著高聳山脈。

海斯蒐集了數據,觀察到在中洋脊裂口附近都偵測到異常高溫的反訊號,經放射性元素測量,發現中洋脊附近的海洋地殼年齡,都比大陸地殼年輕許多。

科學家的再次發現

04:45 海溝旁總伴隨著高聳山脈。

海斯確定了中洋脊有高溫且年輕的特性,確定中洋脊就是岩漿熱對流拉開所形成的,但是地殼不斷擴張,地球大小又是固定,多餘的地殼究竟是跑去哪裡了呢?於是他又發現分佈在世界各地的海溝旁,都很剛好的伴隨著高聳的山脈,這讓他不禁產生好奇。

科學家的再次聯想與假設

05:02 海溝旁總伴隨著山脈。

海斯聯想到,科學家赫姆斯曾經說過,地球生成新的地殼必定也在地球的某處把舊的地殼回收掉。

於是他假設,岩漿產生熱對流推動地殼,向兩側擴張,而地殼間因為這個推動力量造成了擠壓與下沈,下沈處便會產生像是海溝這樣的深谷地形,並且把多餘的地殼給回收,而在交界處另一部分的地殼則會被擠壓推擠形成高聳的山脈。

科學家的驗證與結論

09:31 海底擴張學說的誕生。

海斯為了找出驗證,於是推測如果海溝與山脈是板塊推擠所造成的話,應該可以在海溝周邊找到受到長時間推力擠壓所形成的岩石,他分析全球海溝資料,並發現海溝都離中洋脊很遠,且岩層年齡與化石都相對古老,證明了他的假設。

最終,海斯的海底擴張學說就誕生了,韋格納的「大陸漂移說」動力來源也終於有完整的解釋了。

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