研究地球岩石圈板块的成因、运动、演化、物质组成、构造组合、分布和相互关系以及地球动力学等问题的学科。地质学的一个分支。它认为地球的岩石圈分解为若干巨大的刚性板块即岩石圈板块，重力均衡地位于塑性软流圈之上，并在地球表面发生大规模水平转动;板块与板块之间或相互离散，或相互汇聚，或相互平移，引起地震、火山和构造运动。板块构造学说囊括了大陆漂移说、海底扩张说、转换断层、大陆碰撞等概念和学说，为解释地球地质作用和现象提供了极有成效的模式，是当代最有影响的全球构造理论。
简史板块构造学的创立和发展大致可以分为三个阶段：
1、1912年德国学者A·L·魏格纳提出了大陆漂移说。当时由于多数人的反对而没有被接受。50年代古地磁学的研究测得各地在地质时代中的磁极位置变化多端，用大陆固定论无法解释，采用大陆漂移说则可以得到圆满的解释，大陆漂移说随之复活。
2、60年代初美国地质学家H·H·赫斯和R·S·迪茨在古地磁学研究的基础上提出了海底扩张说，随后英国的F·J·瓦因和D·H·马修斯通过海底磁异常的研究对海底扩张说作了进一步论证，论述了地壳的产生和消亡，并得到深海钻探的验证。
3、1965年加拿大人J·T·威尔逊建立转换断层概念，并首先指出，连绵不绝的活动带网络将地球表层划分为若干刚性板块。1967～1968年法国的X.勒皮雄、美国的D·P·麦肯齐将转换断层概念外延到球面上，定量地论述了板块运动，确立了板块构造学的基本原理。
基本内容地球上层构造根据物理性质在垂向上可以分为两个截然不同的层圈，即下部塑性的软流圈和上部刚性的岩石圈。岩石圈在侧向上被地震带所分割，形成若干大小不一的块体，称为岩石圈板块，简称板块。板块的厚度变化较大，约在几十公里至200公里。
成就与展望板块构造学深刻地解释了地震和火山分布、地磁和地热现象、岩浆与造山作用;阐明了全球性大洋中脊和裂谷系、大陆漂移、洋壳起源等重大问题;更新了地质学中的许多概念，使得既承认水平运动也承认垂直运动的活动论观点取代了曾占统治地位的固定论。板块构造学以全球整体的研究观点开拓了地球科学研究的深度和广度，是地球科学领域中的一场革命。
板块构造学还存在一些有待解决的难题。板块构造学对于板块构造活动总的轮廓已比较清楚，但具体作用过程和细节还不十分明确;对板块动力学的确定依然有困难;对板块内部的构造和岩浆活动研究不足;对板块俯冲、消亡及伴随的岩浆活动、边缘盆地起源等还了解不够;还不能圆满地解释大陆岩石圈的成因和演化。
──摘自《中国大百科全书·地质学》 中国大百科全书出版社1993年版
【小行星与恐龙的灭绝】
恐龙为何会绝迹?这一问题在长达一个多世纪的时间里既引起了科学家和大众的兴趣，也令他们困惑不已，因而也出现了大量不切实际的理论，有些甚至十分好笑。例如，认为恐龙的灭绝是因为它们的躯体太庞大而导致交配困难──雄性恐龙在交配过程中可能会压垮它的配偶。另一种理论就是，随着植物的进化，恐龙的饮食发生变化，最后导致致命的便秘。还有一种说法就是：恐龙下的蛋全被刚刚进化的、而且更加灵活聪明的动物──哺乳类动物吃掉了。有的认为是新出现的疾病使恐龙在地球上消失。一种更令人信服的理论是以恐龙时代的玛瑙化石中的气泡为依据。这种空气中氧的含量比现代空气中的氧含量要高出50 %。可能是随着氧气浓度逐渐下降至今天的浓度标准，恐龙就因窒息而死掉。
尽管有一些牵强的解释，但在关于恐龙灭绝的问题上存在着两大思想学派：
1、它们突然死于某一场世界性的大灾难;
2、由于地球上天气的逐渐变冷使得恐龙难以适应而慢慢灭亡。
灾难学派描绘的是一幅十分令人震撼的场面：一颗相当于曼哈顿岛大小的小行星或彗星以每秒15英里(相当于25公里)的速度向地球陨落，与地球撞击的能量相当于100万亿吨TNT炸药(是扔在广岛上的原子弹的能量的50亿倍)，而且在进入地壳25英里深的同时熔化了沿途的岩石。在这场剧烈的碰撞之后，成千上万吨的尘埃和碎石进入大气层，罩住了地球，遮挡了阳光，使得地球连续好几个月甚至好几年都处于黄昏状的黑暗之中。在这种黑暗里，植物不能正常生长──因为它们需要阳光来制造养分。以植物为生的动物不能正常生存，不靠植物为生的其他动物也难以生存，恐龙就是那种不能在黑暗中生存的动物。事实上，根据某些科学家的观点，地球上60%的动物是不能在黑暗中生存的。
然而，小行星或者彗星的陨落真的发生过吗?地球上生命的大规模消亡是有大量资料可查的，但这是由于剧烈的碰撞所造成的吗?让我们从头来叙述这个故事并从中找到答案。
大约一百五十年前，一位名叫理查德·欧文的英国解剖学家创造了“恐龙”(DINOSAUR)这个词来描述刚刚发现的一种曾在地球上生存过的动物。DINOSAUR这个词源于希腊语的“可怕的”(DEINOS)和“蜥蜴”(SAURS)。那个时候(即1841年)，可供研究的恐龙化石少得可怜，因此，人类对恐龙也知之不多。
我们对恐龙的认识了解在过去的一个半世纪里有了一定的提高。我们知道它们是在大约2.25亿年前由爬行动物的祖先进化而成，于大约6500万年前灭绝的。它们的个子有很大的差异，身长从不足2英尺到140多英尺不等;体重有20磅的，也有90吨的(陆上现存最庞大的动物大象的重量为6吨)。恐龙属爬行类冷血、笨拙型动物，下蛋并且全身长满鳞片。
然而，关于恐龙笨拙、动作缓慢的说法最近也引起了人们的怀疑。研究表明，许多恐龙相对于爬行动物而言是十分聪明的，且腿脚十分麻利。这一观点使得科罗拉多大学的罗伯特·巴克尔于1968年提出，恐龙根本就不是冷血的动物，而是像我们人类一样的热血动物，这一争论至今未得到解决。按照一群英国古生物学家的说法，恐龙有可能“属中间型的”。或者说，个子小些、更灵活的恐龙是热血的，而那些个子大些、笨重的家伙则是冷血的。一位科学家甚至提出，恐龙的新陈代谢可能是随季节变化的：冬天里是热血，夏天里又变成了冷血。
那么，在使得恐龙灭亡的6 500万年前又发生了些什么呢?有没有可以说明某颗小行星或彗星曾撞入地球并灭杀了恐龙的任何证据呢?有的，有证据。
70年代末期，由已故物理学家路易斯·阿尔瓦雷兹和他的儿子、加州大学柏克莱分校的沃尔特·阿尔瓦雷兹率领的一个小组有了惊人的发现。他们注意到，在大约有6 500万年历史的沉积土层中有一种叫做“铱”的元素的含量异常高，铱是地球上罕见的重金属，只存在于地壳的深处，但在小行星和彗星上却大量存在。起初，地质学家们认为6 500万年前的火山活动可能会把铱喷入大气层，落下时便集中形成一个独特的土层。最终，事实并不能证明这一理论。
那么这与小行星或者彗星又有什么联系呢?小行星或者彗星与地球的碰撞会使小行星或彗星的大部分被气化掉，并使含有大量铱的尘埃进入全球的大气层中，尘埃落到地上后，便形成了含铱丰富的土壤沉积层。阿尔瓦雷兹小组曾在意大利和丹麦发现过这种矿藏，自那以后，这种含有大量铱的土壤层在全球五十多个地方先后被发现。这些土壤层有6 500万年的历史，且恰巧与恐龙灭绝的时间吻合，这一点是小行星或彗星灭杀了恐龙的令人信服的证据。而且，某些地方的矿层出现的断裂是由某种剧烈的碰撞所造成的。这一证据也与某颗小行星或彗星曾与地球碰撞过，并且杀死了“可怕的蜥蜴”的理论相吻合(太阳系中落在地球上的块状物被称为“陨星”)，落在地球表面的彗星或者小行星，或其某一部分就是陨星。它在陨落之前进入地球的大气层时叫做“流星”。
假如一颗曼哈顿岛那么大的小行星或彗星的确在6 500万年前撞击地球的话，那么撞击所造成的窟窿或者“陨石坑”又在哪里呢?这一直是一个难以回答的问题。不过，多年来人们提出了许多不同的答案。其中之一就是陨石的碰撞砸开或撕裂了地壳，从而导致了形成冰岛(我们知道是由火山形成)的火山活动。然而，这一理论也不再广为人们所接受。在有6 500万年历史的沉积土中的铱矿层在冰岛并不是那么厚。地质学家们推断在碰撞地区周围的铱矿层可能最厚，因为铱矿是在那个位置最先冲进空气中的。而且，伴随着微细的白色富铱沉积土层，一定会有较为粗糙的次沉积层。这可能是碰撞后飞溅的熔岩下落时形成的。正如一粒石子扔入水池时溅起的水花一样。这种次沉积层，也叫做“喷出层”，只能出现在碰撞现场几千英里的半径范围之内，而在冰岛却没有发现。
1990年，亚利桑那大学的阿兰·希尔德布兰德沿着铱矿层和喷出层找到了它们的最密集点。他发现有两处陨石坑可能是陨石撞击地球的现场。一处是在哥伦比亚盆地，位于哥伦比亚北部的加勒比海地区，另一处是在墨西哥东部的尤卡坦半岛的北端。今天，越来越多的证据对尤卡坦陨石坑的推断更有利。它的直径大约为110英里(180公里)，形状及成分都很正确。这个陨石坑完全被埋在岩石下面，且位处陆地，尽管在6 500万年前这个地区曾是一片浅海区域。陨石碰撞造成恐龙灭绝的理论的拥护者们觉得他们不仅是发现了“正在冒烟的枪”，而且也找到了被枪杀者尸体中的弹头──证据确凿。
你可能会认为，至此，恐龙灭绝之谜已被破解。铱矿土层证明某个小行星或彗星曾撞击地球，而且碰撞所发生的时间也是正确的，再说也发现了一处陨石坑来支持这一理论。然而，疑问依然存在。那么，问题又在何处呢?
问题就在于恐龙是不是一下子突然全部绝迹的。小行星的碰撞会造成恐龙迅速的灭亡──只是几千年的时间，而不需要几百万年。不幸的是，化石记录却没有能给我们展示一个清楚的、无可争辩的画面。人们都知道恐龙大约是在同一时期──即在一个主要的地质纪元(白垩纪)结束，另一个纪元也就是第三纪开始时灭亡的。这一过渡就是大家所熟知的白垩纪──第三纪(或K—T)之交。
宾夕法尼亚大学的彼德·多德逊曾专门对这个时期的恐龙化石记录进行了分析。他的结论是，在白垩纪结束前的800万年，恐龙家族十分兴旺。可是，600万年之后，3/4的恐龙种类便已灭绝。这对于小行星碰撞地球造成恐龙灭绝的理论的支持者来说真是个坏消息。因为许多恐龙看来是在某个小行星或彗星与地球发生碰撞之前就已消失。不过，小行星学派的理论家们却指出，在北美洲的大多数恐龙的种类是一直活到白垩纪──第三纪之交(K—T)时由于发生了陨石碰撞才突然消失的。他们还争辩说只统计恐龙种类多少有些误导性。许多恐龙种类几乎没有多少分支，因而从进化含义上讲不能很充分地被确认。他们说，最重要的种类以及大量的单个恐龙都活到了白垩纪末期，直到过渡期才因为陨石碰撞而灭绝的。
在路易斯·阿尔瓦雷兹和他的儿子惊人地发现铱以来的15年或更长的时间里，陨石碰撞理论经历了一个曲折的历史。目前，传统的学者们开始倾向于支持这一理论，尤其是随着尤卡坦的陨石坑的被发现，对这一理论的间接支持也来自在过去的4.5亿年中地球上至少有过4次其他类型的生命突然大规模灭亡这个事实(尽管这些时期小行星与地球碰撞的诸如含铱丰富的地质结构或能说明问题的陨石坑这类证据仍未出现)。事实上，大约2.4亿年前发生的一次大规模地球生命的灭亡变故使恐龙的灭绝变得黯谈。因为这次变故灭杀了地球上90 %以上的生命形式。然而带讽刺意味的是，就是这场大规模地球生命的灭亡为恐龙主宰地球(大约是在这个时候开始)铺平了道路。因为它们的大多数天敌已被消灭。“砰”的一声出现，“砰”的一声又消失了。
最后一点思考：假如陨石碰撞理论真的正确，那么某一块陨石的确撞击地球并导致了恐龙的灭绝倒真是一件好事，不然的话，人类就可能永远也不会进化至今。因为有恐龙至高无上地统治陆地和海洋达无数个百万年的话，哺乳动物生存的空间就会很少。它们可能仍然是小个子的食虫动物，根本就没有有效竞争的能力。这一切都是随着“砰”的一声巨响而开始改变的。
──巴里·E·齐然尔曼、戴维·J·齐然尔曼，见《在岩石上漂浮》，张树昆、张昭理译，江苏人民出版社1998年版)
【恐龙之死：新的线索】
10年前有人提出一种理论认为，恐龙(以及其他某些生物属种)在6 500万年前的灭绝是由于巨大陨星或彗星与地球相撞的结果。另一些科学家则认为大量火山的喷发和气候异常是造成恐龙灭绝的原因。尽管如此，撞击说的支持者们还是占了上风，并且现在又有新的证据来肯定这种观点。
来自加利福尼亚州拉霍亚的斯克里普斯海洋研究所的杰弗里·L·巴达(Jeffrey L.Bada)在6500万年前形成的沉积物中发现了氨基酸。
氨基酸是蛋白质的建筑块。每个蛋白质分子是由一个或多个氨基酸链构成的，而每个链又是由数十到数百个氨基酸组成。总体来说，地球上的氨基酸只能由生物组织来产生。
如果是这样的话，在6500万年前形成的沉积物中发现的氨基酸链应该说没有什么特别不寻常之处，因为当时生命已经非常繁盛，各种生物都会形成氨基酸。为什么我们不应该发现一些呢?
首先，从理论上讲氨基酸有无数种，但由生物所形成的蛋白质仅利用了其中20种氨基酸。再者，各种生命形式，无论是病毒、栎树、海星、蛇或者人类，都是利用同样的这20种氨基酸，例外情况极少。
没有人知道为什么生物只利用这20种氨基酸，以及那些没有被利用的其他氨基酸有什么问题。
巴达在1989年6月所报道的存在于古老岩石中的氨基酸只有两种，即异缬氨基酸和 α 氨基异丁酸。蛋白质中不会有这两种氨基酸，并且就目前所知，它们不是由生物形成的。有一种极少见的真菌，确实可以形成一些异缬氨基酸，但这是非常例外的现象。
是否在别的什么地方也发现有氨基酸呢?是的。在某些被称为“含碳球粒陨石”中含有少量的碳水化合物。在碳水化合物中存在一些氨基酸。事实上，在少数陨石中所发现的氨基酸就是异缬氨基酸和α氨基异丁酸。因此，这些氨基酸可能是由于含有氨基酸的陨石或彗星撞击的结果，它们把氨基酸撒在地球的表面。
这种解释可靠吗?首先，那些极少的真菌确实形成了异缬氨基酸。也许在6500万年以前，一些最终灭绝的动物产生了大量的这些氨基酸。它们现在虽然稀少，但在当时却并非如此。
我们可以十分肯定这种情况并没有发生过。像许多对生命至关重要的其他物质一样，氨基酸有不对称性分子，并且能以两种形式存在，即左型或右型(像手套和鞋一样)。生物酶所形成的氨基酸都为左型，这一点是肯定的。左型氨基酸易于结合在一起从而构成有利于蛋白质分子形成的链。缠绕在一起的左型和右型氨基酸不形成链。当然，全由右型氨基酸构成的链也有助于蛋白质分子的形成。当生命在35亿年前刚开始出现时，左型氨基酸通过一些随机过程最先被选用，自此以后氨基酸一直为左型，甚至形成异缬氨基酸的极少数的真菌也只含有左型异缬氨基酸。
如果氨基酸由人工或通过任意过程形成，正如通过一般化学反应而在化学家们的试管里形成一样，左型和右型的产生几率是一样的，哪一种都没有优势。在陨石中所发现的氨基酸中左型和右型是等量的，这就告诉我们它们是通过化学反应形成的，与生物酶无关。
在6500万年前形成的沉积物中所发现的氨基酸也具有等量的左型和右型。这是一个有力的证据，说明它们不是由地球表面的生物形成的，而是由陨星或彗星中的非生命过程形成的。
科学家对这一发现还存在一些疑问。氨基酸为什么没有被由于撞击而生成的热毁灭掉呢?对这个问题没有一个简单的答案。氨基酸不是一个十分牢固的分子，一般不能抵御高温。也许这种氨基酸处于撞击物体的内部，从而得以受到保护，免遭高温的破坏。
更加难解的是，这些来自地球以外的氨基酸并不是恰好出现在6500万年的沉积物界面上，而是出现在此界面靠上或靠下一段距离的位置上。也许它们最早是存在于此界面上，但在随后的数千万年中，穿过岩层向上或向下迁移了。而这听起来并不能令人信服。巴达正在调查其他地区的岩石，或许会有更多的资料来支持这一解释。
──阿西莫夫，见《新疆域》，孟庆任译，上海科技教育出版社1999年版
