杰森 · 摩根是著名的地球物理学家，板块构造的发现者，他揭示了地壳的运动方式。

1967 年，在华盛顿哥伦比亚特区举行的美国地球物理联盟（AGU）年会上，杰森 · 摩根（Jason Morgan）发表了一篇开创性的论文。该论文称，地球表面由十几个坚硬的板块组成。它们形成于大洋中脊，在相互交汇的俯冲带遭到破坏，并沿着大断层相向运动。他在随后发表的其他论文中解释说，火山形成于板块俯冲地带，大陆碰撞的地方会有山脉拔地而起，而板块边缘的挤压和剪切则会引发地震。之后的十年间，“板块构造”理论被广泛接受。摩根被任命为普林斯顿大学助理教授后不久，就提出了堪比达尔文进化论的地质学理论，并因此彻底改变了地质学。2023年7月，摩根与世长辞，享年 87 岁。

摩根出生于佐治亚州萨凡纳市。中学毕业后他考取了佐治亚理工学院，并对物理学产生了浓厚兴趣。他曾在美国海军服役两年，在海军核动力学校担任教员，之后进入普林斯顿大学，师从罗伯特 · 迪克（Robert Dicke，2019年诺贝尔物理学奖获得者）攻读相对论物理学博士学位。1964年获得博士学位后，摩根成为地球科学系的博士后，并于 1966 年晋升为助理教授。

迪克对万有引力很感兴趣，对“万有引力常数”实际上是否恒定这一问题尤其着迷。有一个假设是如果引力减弱，地球就会像气球一样膨胀。他让摩根从地球的地震模式中寻找这方面的证据。当时，摩根正在研究地震以寻找引力波的地球物理迹象。此前，地球科学系主任哈里 · 赫斯（Harry Hess）曾绘制海底地形图，发现洋中脊——巨大的海底山脉链——就像棒球的接缝一样环绕地球两圈。他指出，新的地壳会在海脊处形成并分离出去——这种机制被称为海床扩张。最终，地震假说比迪克的气球假说更能支持赫斯的观点和板块构造概念。

与此同时，英国剑桥大学研究生弗雷德 · 维恩（Fred Vine）发现，海洋地壳中有磁条带：地球磁场会改变极性，北极会变成南极，反之亦然，时间尺度从几万年到几百万年不等。当海脊熔岩冷却和扩散时，磁场的方向会在海床内“冻结”，产生与海脊平行的条纹——这证实了赫斯的想法。赫斯将维恩聘请过来，让他与摩根在同一个办公室办公。虽然两人没有一起发表过论文，但几十年后摩根告诉《量子杂志》（Quanta Magazine），在普林斯顿大学为板块构造理论作出贡献的许多人中，维恩对他的帮助最大。

摩根想起他在学校学过的球面三角学，知道如何定义板块运动，即围绕球面上的固定点或“极点”旋转。随着时间的推移，两极可能会偶尔发生变化，但板块内部不会变形。这一模型可解释所有的观测结果。在1967年美国地球物理联盟年会上的演讲和随后的一篇论文中，摩根均以“隆起、海沟、大断层和地壳块”为题，介绍了自己的发现。

摩根对地球物理学的第二大贡献是对地幔对流进行了研究，并揭示了板块运动的原因。他从两极和板块旋转的角度解释火山链现象——夏威夷岛火山链就是典型的例子。该火山链在中途岛附近突然出现大拐弯，这表明相邻板块已在大约4 000 万年前进行重组。

摩根提出，这些火山链都是轨道——当地幔中的热上升流（称为羽流）接近地表时，它们就会引发其上方板块的火山活动。随着板块的移动，就会产生线状火山链。由于羽流流动性小，因此可以根据这些轨道推断出板块运动的历史。摩根还制作了计算机模型，将理论上的轨道位置与地质上的轨道位置进行比较——在当时，这种方法很有创新性。

摩根的整个职业生涯都是在普林斯顿大学度过的，直至2004年退休。摩根善解人意，乐于助人，教学上也卓有成效。摩根一生荣誉等身，2002年荣获美国国家科学奖章。可以说，近代以来，他在地质学知识方面作出的贡献无人能及。

资料来源 Nature