Một trong những hoạt động chuyên môn cuối cùng trước khi qua đời năm 1955, Albert Einstein viết một lời tựa ngắn nhưng rất sinh động cho một cuốn sách nọ của một nhà địa chất tên là Charles Hapgood với tựa đề Earth’s Shifting Crust: A Key to Some Basic Problems of Earth Science. Cuốn sách của Hapgood là sự đánh đố hoàn toàn những ý tưởng cho rằng các lục địa đang di chuyển. Với giọng điệu mời gọi, Hapgood nhận xét rằng vài người cả tin đã nhận thấy “sự tương ứng rõ ràng về hình dạng giữa các lục địa”. Ông tiếp tục, dường như là “Nam Mỹ có thể sáp nhập với châu Phi, và vân vân… Người ta còn khẳng định rằng kết cấu đá ở hai bờ Đại Tây Dương khá giống nhau”.
Hapgood mạnh mẽ bác bỏ bất kỳ ý niệm nào tương tự thế, ông lưu ý rằng nhà địa chất K. E. Caster và J. C. Mendes đã nghiên cứu trực tiếp kỹ lưỡng hai bên bờ Đại Tây Dương và xác nhận rằng không có bất kỳ sự tương quan nào tồn tại giữa chúng. Có trời mới biết hai quý ông này đã quan sát được những gì, vì thực ra nhiều kết cấu đá ở hai bên bờ Đại Tây Dương giống hệt nhau – không phải là khá giống nhau mà là hoàn toàn như nhau.
Đây không phải ý tưởng thu hút sự chú ý của Hapgood, hoặc nhiều nhà địa chất khác vào thời điểm này. Học thuyết mà Hapgood nói đến là học thuyết đã đề xuất lần đầu vào năm 1908 bởi một nhà địa chất học không chuyên người Mỹ tên là Frank Bursley Taylor. Taylor xuất thân từ một gia đình giàu có và đầy đủ điều kiện để theo đuổi niềm đam mê khoa học của mình. Ông là một trong những người bị hấp dẫn bởi sự giống nhau về hình dạng giữa bờ biển châu Phi và bờ biển Nam Mỹ, và từ sự quan sát này ông phát triển ý tưởng rằng các lục địa đã từng có lúc trôi dạt trên bề mặt trái đất. Ông đề xuất – tiên đoán – rằng sự cọ xát chèn ép giữa các lục địa đã tạo ra các dãy núi. Tuy nhiên, ông lại không tìm ra được bằng chứng cho ý tưởng này, và giả thuyết này được xem là quá lập dị nên không nhận được nhiều sự chú ý.
Tuy nhiên, tại Đức ý tưởng của Taylor lại được đón nhận, và được đánh giá cao, bởi một nhà lý luận tên là Alfred Wegener, một nhà khí tượng học tại Đại học Marburg. Wegener khám phá nhiều vật hóa thạch dị thường không phù hợp hoàn toàn với mô hình chuẩn về lịch sử trái đất và ông nhận thấy rằng nếu giải thích theo cách thông thường thì rất ít trong số các vật hóa thạch này có ý nghĩa. Động vật hóa thạch liên tục cho thấy rằng hai bờ đại dương này quá rộng nên chúng không thể bơi từ bờ bên này sang bờ bên kia được, ông tự hỏi, làm sao thú có túi lại có thể di chuyển từ Nam Mỹ đến châu Úc được? Làm sao loài ốc sên giống hệt nhau có thể xuất hiện cùng một lúc tại Scandinavia và New England? Và làm thế nào người ta có thể giải thích được các vỉa than và các tàn dư vùng bán nhiệt đới tại những khu vực băng giá chẳng hạn như Spitsbergen, cách miền Bắc Na Uy bốn trăm dặm, nếu chúng không di chuyển đến đó từ một khu vực ấm hơn?
Wegener phát triển giả thuyết rằng các lục địa trên thế giới đã từng có lúc sáp nhập với nhau thành một vùng đất duy nhất mà ông gọi là Pangaea, tại đây quần thể thực vật và động vật có thể hòa trộn với nhau, trước khi các lục địa tách rời nhau và trôi dạt đến vị trí hiện tại của chúng. Ông trình bày những điều này trong cuốn Die Entstehung der Kontinente und Ozeane, hay còn gọi là The Origin of Continents and Oceans, cuốn sách này được xuất bản tại Đức năm 1912 và – dù sự xuất hiện của Chiến tranh thế giới I trong thời gian này – xuất bản tại Anh ba năm sau đó.
Do bởi chiến tranh, thoạt tiên giả thuyết của Wegener không thu hút sự chú ý, nhưng năm 1920, khi ông bổ sung và tái bản tác phẩm này, nó nhanh chóng trở thành một đề tài quan trọng được mọi người nhắc đến. Mọi người đồng ý rằng các lục địa đã di chuyển – nhưng di chuyển theo hướng lên và xuống, chứ không di chuyển sang hai bên. Quá trình di chuyển theo đường thẳng đứng, được gọi là sự đẳng tĩnh, là cơ sở lý luận cho địa chất học suốt nhiều thế hệ, dù rằng không ai có được các giả thuyết tốt để giải thích tại sao và điều đó đã xảy ra như thế nào. Một lý luận, hiện vẫn được trình bày trong các sách giáo khoa, được gọi là giả thuyết quả táo nướng của nhà khoa học người Áo, Austrian Eduard Suess, trước khi bước vào thế kỷ hai mươi mốt. Giả thuyết này cho rằng trái đất bị nung chảy đã nguội dần, điều này tạo ra các nếp nhăn giống như một quả táo được nướng lên, tạo ra các lưu vực đại dương và các dãy núi. Đừng bận tâm đến việc James Hutton trước đó đã đề xuất rằng bất kỳ kết cấu tĩnh nào cuối cùng cũng tạo ra dạng hình cầu trơn nhẵn vì sự sói mòn sẽ san bằng những khu vực lồi và lấp đầy những khu vực lõm. Cũng có một vấn đề khác, được chứng minh bởi Rutherford và Soddy vào đầu thế kỷ này, là các nguyên tố của trái đất sở hữu nhiệt lượng khổng lồ – đủ lớn để tạo ra hiện tượng nguội dần và teo tóp như những gì Suess đề xuất. Và dẫu sao thì, nếu giả thuyết của Suess là đúng đắn thì các dãy núi sẽ được phân phối đều trên bề mặt trái đất, rõ ràng điều này không đúng, và có độ tuổi gần bằng nhau; tuy nhiên đầu những năm 1900 người ta đã tìm được các bằng chứng cho thấy rằng một vài dãy núi, chẳng hạn dãy Urals và Appalachians, có độ tuổi già hơn các dãy núi khác, chẳng hạn dãy Alps và Rockies, đến hàng trăm triệu năm. Rõ ràng đã đến lúc chúng ta cần phải có một giả thuyết mới. Thật đáng tiếc, các nhà địa chất không mong rằng Alfred Wegener chính là người tạo ra nó. Wegener không có kiến thức nền về địa chất học. Ông là nhà khí tượng học, ơn Chúa! Một nhà khí tượng học – một nhà khí tượng học người Đức. Đây là những thiếu sót không thể bù đắp được.
Thế nên các nhà địa chất học tìm mọi cách để bác bỏ bằng chứng của ông và coi thường những đề xuất của ông. Xoay quanh vấn đề sự phân bổ các hóa thạch, họ đặt ra giả thuyết về những “cây cầu đất” xa xưa ở những nơi cần thiết. Khi một con ngựa cổ tên là Hipparion được khám phá là đã sống ở Pháp và Florida trong cùng một thời điểm, một cây cầu đất được vẽ băng qua Đại Tây Dương để nối liền hai điểm này. Khi người ta khám phá rằng loài heo vòi cổ đã tồn tại đồng thời tại Nam Mỹ và Đông Nam Á, họ vẽ một chiếc cầu nối liền hai khu vực này. Sau đó các bản đồ biển thời tiền sử gần như luôn gắn liền với giả thuyết về những cây cầu đất – từ Bắc Mỹ đến châu Âu, từ Brazil đến châu Phi, từ Đông Nam Á đến Úc, từ Úc đến Nam Cực. Những cây cầu này không những thường xuất hiện ở nơi cần thiết để chuyển các động vật sống từ vùng này sang vùng khác, mà sau đó còn biến mất không để lại dấu vết gì. Dĩ nhiên, không ai ủng hộ giả thuyết này – không gì có thể sai lạc hơn thế – tuy nhiên nó lại là giả thuyết chính thống trong địa chất học suốt nửa thế kỷ sau đó.
Ngay cả những cây cầu đất cũng chẳng giải thích được điều gì. Một loài bọ ba thùy nổi tiếng tại châu Âu cũng được khám phá là đã sống tại Newfoundland – nhưng chỉ một phía của hòn đảo này. Không ai có thể giải thích thuyết phục được tại sao nó có thể di chuyển hàng nghìn dặm để tìm đến hòn đảo này nhưng sau đó lại không thể tìm đường để xuất hiện trên toàn hòn đảo có bề rộng chỉ 200 dặm này. Thậm chí còn kỳ quặc hơn là, một chủng loài bọ ba thùy khác được tìm thấy ở châu Âu và Bắc Thái Bình Dương nhưng chúng lại không xuất hiện giữa hai khu vực này. Tuy nhiên, cuối năm 1964 khi cuốn Encyclopaedia Britannica thảo luận về các giả thuyết xung đột nhau, chính giả thuyết của Wegener được xem là đầy “những giả thuyết khó khăn nghiêm trọng”.
Rõ ràng Wegener đã phạm sai lầm. Ông khẳng định rằng Greenland đang trôi dạt về phía Tây với tốc độ một dặm/năm, điều này rõ ràng vô lý. (Thực ra chỉ nửa inch/năm). Trên hết, ông không thể đưa ra bất kỳ bằng chứng thuyết phục nào về việc những vùng đất rộng lớn này đã di chuyển như thế nào.
Để có thể tin vào giả thuyết của ông, bạn cần phải chấp nhận rằng các lục địa khổng lồ vì một lý do nào đó bị đẩy mạnh qua lớp vỏ cứng của trái đất, giống như chiếc lưỡi cày bị đẩy đi dưới mặt đất, mà không để lại đường xoi nào trên đường đi. Khi ấy không gì có thể giải thích được đâu là động cơ tạo ra sự chuyển động quy mô này.
Chính Arthur Holmes, nhà địa chất học người Anh đã xác định được độ tuổi của trái đất, đã đề xuất một phương pháp hợp lý. Holmes là nhà khoa học đầu tiên hiểu được rằng sự ấm dần do chất phóng xạ có thể tạo ra dòng đối lưu bên trong trái đất. Theo học thuyết của ông, các dòng đối lưu này có thể có đủ sức để đẩy trượt các lục địa trên bề mặt trái đất. Trong cuốn Principles of Physical Geology nổi tiếng của ông, được phát hành lần đầu năm 1944, ông trình bày giả thuyết về sự trôi dạt các lục địa, giả thuyết này vẫn có sức thuyết phục cao nhất mãi đến nay. Giả thuyết này của ông đã bị chỉ trích mạnh mẽ, đặc biệt tại Hoa Kỳ. Một nhà phê bình nọ xác nhận rằng Holmes đã trình bày các lý luận của mình rất rõ ràng và thuyết phục đến mức các sinh viên có thể thực sự tin rằng đó là điều đúng đắn.
Tuy nhiên, tại nơi khác một giả thuyết mới có liên quan đến việc này xuất hiện. Năm 1950, một cuộc bầu chọn tại cuộc họp hàng năm của Hội Khoa học Anh cho thấy rằng một nửa các nhà khoa học thời ấy ủng hộ giả thuyết về sự trôi dạt của các lục địa. (Sau đó Hapgood tuyên dương Holmes, xem ông là nhân vật tiêu biểu cho các nhà địa chất lỗi lạc người Anh). Thật lạ, chính Holmes đôi khi cũng do dự với niềm tin của mình. Năm 1953 ông thú nhận: “Tôi chưa bao giờ thành công trong việc tránh xa những thành kiến chống lại giả thuyết về sự trôi dạt của các lục địa”.
Giả thuyết về sự trôi dạt của các lục địa không phải là hoàn toàn không được sự ủng hộ tại Hoa Kỳ. Reginald Daly của Đại học Havard đã ủng hộ nó, nhưng ông, bạn có thể nhớ lại, chính là người đã đề xuất rằng mặt trăng đã được hình thành bởi sự va chạm trong vũ trụ, và những ý tưởng của ông đã được xem là rất thú vị, thậm chí rất đáng giá, nhưng vẫn không nhận được sự nhìn nhận xác đáng. Và thế nên hầu hết các học viện tại châu Mỹ đều tin rằng các lục địa đã và đang ở cùng một vị trí, và chúng sẽ mãi mãi ở tại vị trí này.
Thật thú vị, trước đó nhiều năm các nhà địa chất của các công ty dầu hỏa đã biết rằng nếu bạn muốn tìm kiếm dầu hỏa thì bạn phải thừa nhận sự chuyển dịch của bề mặt trái đất xuất nguồn từ kiến thức về kiến tạo địa tầng. Nhưng họ vẫn không trình bày những điều này thành một bài thuyết trình chính thức; họ chỉ chú tâm tìm kiếm dầu hỏa.
Có một vấn đề quan trọng đối với các học thuyết về trái đất mà trước đó không ai quyết tâm, hoặc thậm chí không ai có ý định giải quyết nó. Vấn đề ở đây là: tất cả trầm tích đã biến đi đâu? Mỗi năm các dòng sông cuốn đi một lượng phù sa khổng lồ – 500 triệu tấn canxi, chẳng hạn – ra biển. Nếu chúng ta nhân con số này với số năm đã trôi qua, nó sẽ tạo ra một con số vô cùng lớn: khoảng mười hai dặm trầm tích dưới đáy biển – hoặc nói cách khác, lẽ ra đáy biển đã cao hơn bờ. Các nhà khoa học xử lý nghịch lý này bằng cách dễ dàng nhất: họ phớt lờ nó. Nhưng cuối cùng đến một lúc nào đó họ không thể phớt lờ nó được nữa.
Vào Thế chiến thứ hai, một nhà khoáng vật học của Đại học Princeton tên là Harry Hess được giao nhiệm vụ phụ trách tàu chiến USS Cape Johnson. Tàu được trang bị máy dò độ sâu được gọi là máy dò sâu, máy này được thiết kế để hoạt động ven bờ, nhưng Hess nhận thấy rằng nó có thể được vận dụng cho các mục tiêu khoa học khá tốt và ông không bao giờ tắt nó đi, thậm chí khi tàu ra giữa biển hoặc đang tham gia chiến đấu. Những khám phá của ông thật đáng kinh ngạc. Nếu đáy đại dương rất cổ, như mọi người vẫn thường nghĩ, thì ắt hẳn nó phải bị bao phủ bởi một lớp phù sa rất dày, giống như lớp bùn ở đáy sông hoặc hồ. Nhưng những hiểu biết của Hess cho thấy rằng đáy đại dương chẳng tạo ra thứ gì ngoại trừ lớp trầm tích mỏng. Nó bị gồ ghề bởi các hẻm núi, các đường rãnh, và các kẽ nứt, và lấm chấm bởi các ngọn núi lửa được gọi là các guyot, gọi theo tên nhà địa chất học trước đó của Đại học Princeton tên là Arnold Guyot. Điều này thật đáng ngạc nhiên, nhưng Hess phải tham gia cuộc chiến, và ông hoãn việc này lại về sau.
Sau cuộc chiến, Hess quay lại Đại học Princeton và tiếp tục việc giảng dạy, nhưng những bí ẩn dưới lòng đại dương vẫn tiếp tục ám ảnh tâm trí ông. Trong khi đó, suốt những năm 1950 các nhà hải dương học tiếp tục thực hiện nhiều khảo sát công phu về đáy đại dương. Trong quá trình tìm hiểu, họ khám phá một điều còn đáng ngạc nhiên hơn: dãy núi to lớn nhất trên trái đất hầu hết đều nằm dưới lòng nước biển. Nó trải dài dọc theo đáy đại dương trên thế giới, khá giống với mũi khâu trên quả bóng chày.
Nếu bạn xuất phát từ Iceland, bạn có thể lần theo nó mãi đến giữa Đại Tây Dương, vòng quanh Nam Phi, băng qua Ấn Độ Dương, bên dưới châu Úc; từ đó nó băng qua Thái Bình Dương trước khi hướng thẳng đến bờ biển phía Tây của Hoa Kỳ. Đôi khi các đỉnh cao của nó nhô lên khỏi mặt nước giống như một hòn đảo hoặc quần đảo – quần đảo Azores và Canaries ở Đại Tây Dương, đảo Hawaii ở Thái Bình Dương, ví dụ – nhưng hầu hết nó được chôn vùi dưới hàng nghìn mét nước biển. Tổng chiều dài các nhánh của nó lên đến 46.600 dặm.
Trước đó người ta hiểu biết rất ít về việc này. Khi họ thiết lập dây cáp dưới lòng đại dương vào thế kỷ mười chín, họ mới biết rằng có những điều bất thường đó dưới lòng biển giữa Đại Tây Dương mà họ không giải thích được. Giữa lòng Đại Tây Dương có một hẻm núi – một kẽ nứt – có độ rộng hàng chục dặm và chiều dài 12 nghìn dặm. Điều này dường như cho thấy rằng trái đất đã bị nứt tại đường nối này, giống như quả hạch bật ra khỏi lớp vỏ cứng của nó. Đây là một ý niệm ngớ ngẩn, nhưng không ai có thể phủ nhận bằng chứng của nó.
Sau đó vào năm 1960 các nghiên cứu cho thấy rằng đáy đại dương khá trẻ tại khu vực giữa Đại Tây Dương nhưng lại già dần khi bạn di chuyển về phía Đông hoặc Tây. Harry Hess tìm hiểu vấn đề này và nhận thấy rằng việc này chỉ có thể có một ý nghĩa duy nhất: lớp vỏ mới của đại dương đã được hình thành hoặc từ bên này hoặc từ bên kia của vết nứt này, sau đó nó bị đẩy xa dần vết nứt này và lớp vỏ mới lại được hình thành sau đó. Đáy Đại Tây Dương gồm hai vành đai lớn, một đẩy lớp vỏ cứng về phía Bắc Mỹ, và một đẩy lớp vỏ cứng về phía châu Âu. Quá trình này được gọi là quá trình dàn trải đáy biển.
Khi lớp vỏ cứng này di chuyển đến điểm cuối tại ranh giới tiếp giáp với các lục địa, nó chìm vào trong lòng đất qua quá trình được gọi là sự giảm trừ. Điều đó giải thích được vấn đề trầm tích đã biến đi đâu. Nó quay trở về với lòng đất. Điều đó cũng giải thích được tại sao đáy đại dương khắp mọi nơi lại tương đối trẻ. Đáy đại dương ở mọi khu vực đều có độ tuổi dưới 175 triệu năm, điều này khiến người ta bối rối vì đá ở các lục địa thường có độ tuổi hàng tỷ năm. Lúc này Hess có thể hiểu được tại sao. Các loại đá dưới đáy đại dương chỉ tồn tại trong khoảng thời gian nó di chuyển đến bờ biển. Đó là một học thuyết tuyệt vời có thể giải thích được nhiều điều. Hess trình bày các ý tưởng của mình trong một bản thuyết trình quan trọng, cả thế giới dường như chẳng hề quan tâm đến bản thuyết trình này. Có những lúc thế giới không sẵn sàng để đón nhận một ý tưởng tốt nào đó.
Trong khi đó, hai nhà nghiên cứu, làm việc độc lập, có được những khám phá khiến mọi người phải sửng sốt. Năm 1906, một nhà vật lý học người Pháp tên là Bernard Brunhes đã khám phá rằng từ trường của trái đất liên tục tự đảo ngược, và rằng sự đảo nghịch này hoàn toàn cố định nơi một số loại đá. Đặc biệt, các hạt của các quặng sắt bên trong các loại đá này cho thấy các cực từ xuất hiện ở đâu tại khoảng thời gian chúng hình thành. Thực ra thì chúng “nhớ” được nơi tồn tại của các cực từ tại thời điểm chúng hình thành. Suốt nhiều năm trời, đây chỉ là một điều kỳ lạ không hơn không kém, nhưng vào những năm 1950 Patrick Blackett của Đại học London và S. K. Runcorn của Đại học Newcastle đã nghiên cứu về các cơ cấu từ đóng băng trong các loại đá tại Anh và họ vô cùng ngạc nhiên khi nhận thấy rằng chúng cho thấy rằng tại một thời điểm nào đó trong quá khứ xa xôi nước Anh đã xoay tròn trên trục của nó và di chuyển hướng về phía Bắc, giống như thể một con tàu thoát ra khỏi sự níu kéo của dây neo. Ngoài ra, họ còn khám phá rằng nếu bạn đặt bản đồ từ trường của châu Âu dọc theo bản đồ từ trường của châu Mỹ tại cùng một giai đoạn, chúng sẽ vừa khớp với nhau giống như một mảnh giấy bị xé làm hai. Thật kỳ diệu.
Những khám phá của họ cũng bị phớt lờ.
Năm 1963, hai người từ Đại học Cambridge, một nhà địa vật lý tên là Drummond Matthews và một sinh viên tốt nghiệp tên là Fred Vine, vận dụng các nghiên cứu về từ trường của đáy Đại Tây Dương, họ chứng minh thuyết phục rằng các đáy đại dương đang “dàn trải” theo đúng phương cách mà Hess đã nói, và rằng các lục địa cũng đang di chuyển. Một nhà địa chất học kém may mắn người Canada tên là Lawrence Morley cũng đưa ra kết luận như thế tại cùng thời điểm, nhưng lại không tìm được ai để xuất bản bài thuyết trình của mình. Thật nhục nhã, biên tập viên của tờ Journal of Geophysical Research nói với ông rằng: “Những suy xét như thế chỉ có thể được trình bày tại các tiệc rượu, nhưng đó không phải là thứ cần được xuất bản dưới sự che chở của khoa học”. Sau đó một nhà địa chất đã mô tả nó “có lẽ là tài liệu quan trọng nhất trong môn khoa học nghiên cứu trái đất không được công bố”.
Dù sao thì, lớp vỏ cứng chuyển động là một ý tưởng cần phải được thừa nhận. Một hội nghị chuyên đề của các nhân vật quan trọng nhất trong lĩnh vực này đã được tổ chức tại London dưới sự đỡ đầu của Hội Khoa học Hoàng gia năm 1964, và thật bất ngờ, dường như mọi người đều thay đổi chính kiến của mình. Trái đất, hội nghị thừa nhận, là một thể khảm gồm nhiều mảng cấu thành, sự chèn ép xô đẩy giữa các mảng này tạo ra sự dịch chuyển bề mặt trái đất.
Cụm từ “lục địa trôi dạt” bị loại bỏ khi người ta nhận thấy rằng toàn bộ lớp vỏ trái đất chuyển động chứ không chỉ riêng các lục địa, nhưng phải mất một khoảng thời gian nhất định người ta mới tìm được tên gọi thích hợp cho từng mảng cấu thành lớp vỏ trái đất. Thoạt tiên người ta gọi chúng là “khối vỏ” hoặc đôi khi là “đá lát”. Mãi đến cuối 1968, với sự xuất hiện của bài báo của ba nhà địa chấn học trên tờ Journal of Geophysical Reasearch, các khối này mới có được tên gọi nhất định tồn tại đến nay: các phiến đá. Bài báo này cũng gọi môn khoa học mới này là kiến tạo địa tầng học.
Những ý tưởng cũ kỹ chỉ qua đời sau một khoảng thời gian dài, và không ai tỏ ra vội vã trong việc đón nhận học thuyết mới này. Những năm 1970, một trong số các sách giáo khoa về địa chất phổ biến nhất và có ảnh hưởng sâu rộng nhất, cuốn The Earth của Harold Jeffreys đáng kính, khẳng định rằng kiến tạo địa tầng học là điều không thể có trong tự nhiên, ngay trong lần xuất bản đầu tiên vào năm 1924 nó cũng nói thế. Nó cũng phủ nhận sự đối lưu và sự dàn trải đáy biển. Và trong cuốn Basin and Range, xuất bản năm 1980, John McPhee nhấn mạnh rằng ngay cả một nhà địa chất học tám mươi tuổi người Hoa Kỳ cũng không thể tin vào môn kiến tạo địa tầng học.
Ngày nay chúng ta biết rằng bề mặt trái đất được cấu thành bởi 8–12 phiến đá lớn (tùy thuộc vào việc bạn định nghĩa như thế nào là “lớn”) và khoảng 20 phiến đá nhỏ, và tất cả chúng đều dịch chuyển theo các hướng khác nhau với tốc độ khác nhau. Một vài phiến đá thực sự lớn và gần như không dịch chuyển, một số khác nhỏ hơn nhưng dịch chuyến rõ ràng hơn. Chúng chỉ có mối quan hệ ngẫu nhiên với khối lượng mặt đất đặt trên chúng. Ví dụ, phiến đá Bắc Mỹ lớn hơn nhiều so với châu Mỹ. Nó phác họa đường nét của bờ biển phía Tây châu Mỹ (đây là lý do tại sao khu vực này thường xảy ra động đất, do bởi sự va chạm giữa các phiến đá này). Iceland bị tách rời ở giữa, điều này khiến nó (xét về kiến tạo địa tầng) một nửa thuộc châu Mỹ và nửa còn lại thuộc châu Âu. Trong khi đó, New Zealand là một phần của Ấn Độ Dương rộng lớn dù rằng xét về mặt địa lý thì nó không hề thuộc Ấn Độ Dương.
Mối quan hệ giữa các vùng đất hiện đại với các vùng đất trong quá khứ trở nên phức tạp hơn nhiều so với những gì người ta có thể hình dung. Hóa ra là, Kazakhstan đã từng có lúc gắn liền với Na Uy và New England. Một góc nhỏ của Stalen Island đã từng thuộc châu Âu. Một phần của Newfoundland cũng thế. Bạn hãy nhặt lấy một viên đá cuội từ bãi biển Massachusetts, hiện nay họ hàng của nó xuất hiện tại châu Phi. Vùng cao nguyên Scotland và hầu hết vùng Scandinavia trước đây thuộc châu Mỹ. Người ta cũng nghĩ rằng một phần dãy Shackleton của Antarctica có thể đã từng thuộc dãy Appalachians thuộc miền Đông Hoa Kỳ. Tóm lại, các loại đá đã dịch chuyển.
Sự xáo trộn liên tục giúp các phiến đá không bị nóng chảy và hòa quyện thành một khối bất động. Giả sử mọi việc tiếp tục diễn ra như hiện tại, Đại Tây Dương sẽ tiếp tục dàn trải, đến một lúc nào đó nó sẽ lớn hơn cả Thái Bình Dương. Phần lớn bang California sẽ trôi dạt, tách rời Hoa Kỳ và trở nên giống như vùng Madagascar của Thái Bình Dương. Châu Phi sẽ dịch chuyển về phía Bắc hướng đến châu Âu, đẩy Địa Trung Hải ra khỏi vị trí hiện tại và đẩy dãy Himalaya từ Paris đến Calcutta. Châu Úc sẽ sáp nhập với các hòn đảo phía Bắc và nối liền với các eo đất của châu Á. Đây là những kết quả trong tương lai, chứ không phải là những sự kiện có thể xảy ra trong tương lai. Khi chúng ta đang ngồi đây, các lục địa vẫn không ngừng trôi dạt, giống như những chiếc lá trên mặt hồ. Nhờ bởi hệ thống định vị toàn cầu, chúng ta có thể nhận thấy rằng châu Âu và Bắc Mỹ đang tách rời nhau với vận tốc của chiếc móng tay khi nó dài thêm – xấp xỉ hai yard (1 yard = 0,914 mét) trong một đời người. Nếu bạn có thể chờ đợi đến khi ấy, bạn có đủ thời gian để cưỡi ngựa từ Los Angeles đến San Francisco. Do đời sống của chúng ta quá ngắn ngủi nên chúng ta không thể chứng kiến những thay đổi như thế. Bạn hãy quan sát quả địa cầu, những gì bạn trông thấy chỉ là hình ảnh cực ngắn của các lục địa trong khoảng thời gian bằng một phần mười của 1% lịch sử trái đất.
Chỉ có trái đất là hành tinh đá diễn ra quá trình kiến tạo địa chất, tại sao lại thế thì lại là vấn đề hơi bí ẩn. Đây không phải vấn đề kích cỡ hay tỷ trọng – sao Kim (Venus) có kích cỡ và tỷ trọng gần bằng trái đất nhưng nó vẫn không có quá trình kiến tạo địa chất. Người ta nghĩ rằng – dù đây chỉ là một suy nghĩ – quá trình kiến tạo địa chất là một phần quan trọng của sự hình thành kết cấu trái đất. Theo lời nhà vật lý học James Trefil, “Thật khó có thể tin được rằng sự vận động liên tục của kiến tạo địa tầng lại không ảnh hưởng đến đời sống trên trái đất”. Ông đề xuất rằng những thay đổi do kiến tạo địa tầng
– chẳng hạn sự thay đổi về khí hậu – đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển đời sống thông minh. Các nhà khoa học khác lại tin rằng sự trôi dạt của các lục địa có thể đã tạo ra một vài sự kiện dẫn đến sự diệt vong trái đất. Tháng Mười năm 2002, Tony Dickson của Đại học Cambridge ở Anh quốc cho ra đời một bản tường thuật, được phát hành trên tờ Science, khẳng định rằng nhất định có mối liên hệ giữa lịch sử các loại đá và lịch sử đời sống con người. Ông cho rằng thành phần hóa học của nước biển đã thay đổi đột ngột và mạnh mẽ trong khoảng thời gian nửa tỷ năm qua và rằng những thay đổi này thường tương quan với những sự kiện quan trọng trong lịch sử sinh vật học – sự bột phát của các sinh vật cực nhỏ đã tạo ra các vách đá phấn tại bờ biển miền Nam nước Anh, sự xuất hiện đột ngột của các loài có vỏ cứng tại kỷ Cambri, và vân vân. Không ai có thể xác định được thứ gì khiến thành phần hóa học của nước biển thay đổi đột ngột như thế, nhưng có khả năng sự đóng và mở các hẻm núi (kẽ nứt) dưới lòng biển chính là thủ phạm.
Xét mọi mặt, kiến tạo địa tầng học không những giải thích được sự dịch chuyển bề mặt trái đất – ví dụ, vùng Hipparion cổ xưa dịch chuyển từ Pháp đến Florida như thế nào – mà còn giải thích được nhiều cơ cấu bên trong lòng đất. Động đất, sự hình thành các quần đảo, chu kỳ cacbon, vị trí của các dãy núi, tuổi băng, nguồn gốc của sự sống – gần như tất cả đều chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi học thuyết mới này. Các nhà địa chất học, theo lời McPhee, cảm thấy bị choáng váng khi nhận thấy rằng “toàn bộ trái đất đột nhiên trở nên vô cùng ý nghĩa”.
Nhưng chỉ đến một chừng mực nào đó. Sự phân bổ của các lục địa trước đây ít gọn gàng hơn nhiều so với những gì hầu hết mọi người thường nghĩ. Dù các sách giáo khoa trình bày với vẻ khá tự tin về các vùng đất cổ tiêu biểu với những tên gọi chẳng hạn như Laurasia, Gondwana, Rodinia, và Pangaea, đôi khi những vùng đất này được đặt trên cơ sở là những kết luận không còn hợp thời. Theo lời George Gaylord Simpson trong cuốn Fossils and the History of Life, các chủng loài thực vật và động vật ở thế giới cổ đại thường xuất hiện tùy tiện, chúng xuất hiện tại những nơi lẽ ra chúng không nên xuất hiện.
Nét phác thảo về Gondwana, một lục địa lớn nối liền châu Úc, châu Phi, Nam Cực, và Nam Mỹ, được đặt trên cơ sở là sự phân bổ của loài dương xỉ cổ được gọi là Glossopteris. Tuy nhiên, về sau Glossopteris được tìm thấy tại hầu hết các khu vực trên thế giới chẳng liên hệ gì đến Gondwana. Gần như không ai để tâm đến sự thiếu nhất quán này. Tương tự, một loài bò sát thuộc kỷ triat tên là Lystrosaurus đã được tìm thấy ở Nam Cực trải dài đến châu Á, hỗ trợ ý tưởng về mối quan hệ trước đây giữa hai vùng đất này, nhưng chúng lại không xuất hiện tại Nam Mỹ hoặc châu Úc, đây là hai khu vực mà người ta tin rằng đã từng có lúc là hai phần của cùng một lục địa.
Cũng có nhiều đặc điểm khác nơi bề mặt trái đất mà kiến tạo học không thể giải thích được. Hãy lấy ví dụ về vùng Denver. Mọi người đều biết rằng Denver là vùng đất cao hơn mực nước biển một dặm, nhưng sự dâng cao của nó chỉ mới xuất hiện tương đối gần đây. Khi loài khủng long còn tồn tại trên trái đất, khi ấy Denver chỉ là một phần của đáy đại dương, với độ sâu nhiều nghìn foot. Tuy nhiên các loại đá làm nền móng cho Denver không bị đứt gãy hay biến dạng theo cách mà người ta hình dung khi Denver bị chèn ép bởi các phiến đá kiến tạo địa tầng, và dù sao thì Denver cũng ở quá xa biên của các phiến đá nên không thể chịu ảnh hưởng từ sự dịch chuyển của chúng. Điều này cũng giống như khi bạn đẩy mạnh vào biên bên này của tấm thảm với hy vọng rằng sẽ tạo ra nếp gãy khúc ở biên bên kia của nó. Bí ẩn suốt hàng triệu năm qua, dường như là Denver đã nhô cao lên, giống như ổ bánh mì nướng. Điều này cũng đúng với hầu hết khu vực Nam Phi, một phần của nó với bề rộng hàng nghìn dặm đã nhô cao lên gần một dặm trong 100 triệu năm qua mà không hề liên quan gì đến các hoạt động kiến tạo địa tầng. Trong khi đó châu Úc lại có xu hướng nghiêng đi và lún xuống. Suốt 100 triệu năm qua nó đã trôi dạt về phía Bắc hướng đến châu Á, vùng biên phía Bắc của nó đã lún xuống khoảng sáu trăm foot. Dường như Indonesia đang lún xuống chầm chậm và kéo theo châu Úc. Các học thuyết về kiến tạo địa tầng học không thể giải thích được các hiện tượng này.
Alfred Wegerner không còn sống để nhận thấy rằng những ý tưởng của mình được xác nhận. Trong cuộc viễn chinh hướng về Greenland năm 1930, ông lên đường một mình, vào sinh nhật lần thứ năm mươi. Ông không bao giờ quay lại. Vài ngày sau người ta tìm được ông, bị đóng băng đến chết dưới lớp băng tuyết. Ông được chôn cất ngay tại đó.
Einstein cũng không sống đủ lâu để nhận thấy rằng ông đã đặt cược sai. Thật thế, ông qua đời tại Princeton, New Jersey, vào năm 1955 trước khi các học thuyết của Charles Hapgood về sự trôi dạt của các lục địa được xuất bản.
Một nhân vật quan trọng khác trong quá trình xuất hiện của học thuyết về sự kiến tạo địa tầng, Harry Hess, cũng xuất thân từ Princeton tại thời điểm đó và trải qua cả đời nghiên cứu ở đó. Một trong những học trò của ông là chàng trai trẻ thông minh Walter Alvarez, cuối cùng người này đã thay đổi thế giới khoa học theo chiều hướng hoàn toàn khác.
Về phần bộ môn địa chất học, những biến động của nó cũng chỉ mới bắt đầu, và chính chàng trai trẻ Alvarez là người phát động những thay đổi này.