赫斯利用巡逻的机会，用声呐对太平洋洋底进行探测并把航线上的数据加以分析整理。在分析这些测深剖面时，一种奇特的海底构造，引起了赫斯的注意：在大洋底部，有从海底拔起像火山锥一样的山体，它与一般山体明显不同的是没有山尖，这种海山顶部像是被一把快刀削过似的，非常之平坦。连续发现这种无头山，让赫斯感到大惑不解。战争结束后，赫斯又回到他原先执教的大学工作。他把自己发现的无头海山命名为“盖约特”，以纪念瑞士地质学家盖约特。因为这种海山的顶部均为平坦，人们又称之“海底平顶山”。后来的调查证实，海底平顶山曾是古代火山岛。那么，既然是海底火山，为什么又没有头了呢？赫斯的解释是，新的火山岛，最初露出海面时，受到风浪的冲击。如果岛屿上的火山活动停息了，变成一座死火山，在风浪的袭击下被侵蚀，失去再生的能力，天长日久，火山岛终于遭到“砍头”之祸，变成为略低于海面具有平坦顶面的平顶山了。
赫斯的研究并没有到此为止。他发现，同样特征的海底平顶山，离大洋中脊近的较为年轻，山顶离海面较近；离大洋中脊远的，地质年代较久远，山顶离海面较远。最初，人们对这种现象无法解释。到了1960年，赫斯大胆提出海底运动假说。他认为，洋底的一切运动过程，就像一块正在卷动的大地毯，从大裂谷的两边卷动。地毯从一条大裂谷卷到一条深海沟的时间可能是12亿～18亿年。
1962年，赫斯发表了他的著名的论文——《大洋盆地的历史》。在这篇论文里，赫斯提出了后来被人们称为“地球的诗篇”的“海底扩张学说”。这一理论恰好可以解释当年魏格纳无法解释的大陆漂移理论。
为什么海底会扩张和移动呢？原来，在地壳的下面是厚达2900公里的地幔，由于地幔温度很高，压力很大，使地幔物质处于熔融状态，像沸腾的钢水一样不断翻滚、对流。所谓对流，就是物质的一种循环流动。如一壶水在加热过程就存在对流：直接加热点上的水，因升温而向上流动，然后再向四周流散开去，同时四周的水再向加热中心涌来，如此周而复始，形成了壶水中的对流。与此相仿，处于高温熔融状态的地幔物质也是这样。大陆则被动地在地幔对流体上移动，而不是像魏格纳当初设想的大陆像冰块一样浮在洋底上漂移。当岩浆上涌对流到岩石圈的底部时，地幔流受到了阻碍，于是就分成两股朝两侧流动。它的力气可真不小，能把岩石圈子撕开，地下的岩浆就乘此机会冲出海底喷射出来。低温海水使它冷却凝结，铺在老的洋底上，变成新的洋壳。当然，地幔涌升绝不会就此停止，在随之而来的地幔涌升力的驱动下，新洋壳被撕裂，裂缝中又涌出新的岩浆来，冷凝固结，再为涌升流所推动，把原来的海底挤向两侧。渐渐地在这儿隆起了一座高高的海岭，横贯大洋的中央。分开的海底就像驮在传送带上似的，慢慢地向两侧推移开去。这就是海底扩张。
海底在扩张，那么海底会不会变得越来越宽呢？不会的。在传送带上的海底地壳自它有的归宿，这个归宿就是大洋的边缘。旧的海底被送到这儿之后，遇到大陆地壳使扩张受到阻碍，于是洋壳就连同上面的沉积物一起向下面俯冲，重新钻入地幔之中。海洋的底部就是这样被替换更新着，大约每2亿年一次。这自然可以解释为什么海洋是古老的，而海底却永葆青春。
赫斯用他壮怀激烈的“地球诗篇”为人类揭示了地球分分合合的运动奥秘。现在人们终于明白了这样一个事实：海洋虽有漫长的地质历史，但洋底却以2亿年的周期在一代又一代地更新，就如同人类已有悠久的历史，而人却以平均70岁寿命代代相传一样。
勒皮雄的神奇发现
海底扩张学说的诞生，可以解释一些大陆漂移说无法解释的问题。当年魏格纳的“大陆漂移学说”，被赫斯的“海底扩张学说”所代替就是情理之中的事了。但就是在“洋底扩张学说”被人们普遍接受不久，一位年轻的地质学者又提出了“板块构造学说”，他就是法国人勒皮雄。
勒皮雄1937年出生于越南。他在上中学的时候就立志要当海洋学家。1959年，勒皮雄得到政府的奖学金，赴美国留学。在著名海洋地质学尤因教授领导下的拉蒙特研究所学习并留在那里从事研究工作。
在拉蒙特研究所工作期间，所里的研究人员都对“洋底扩张学说”十分感兴趣。唯独勒皮雄对“洋底扩张学说”的事实准确性有怀疑，甚至对英国剑桥大学两位学者瓦因和马修斯提出的海底古地磁异常理论也有自己的解释。尽管他的看法是少数，他也没有轻易地转变自己的立场。1966年，他随一个考察队到南太平洋进行洋脊调查，获得了1500公里的磁性剖面资料。之后，他又随着一支考察队到印度洋进行调查。从印度洋考察回来后，勒皮雄忙于整理调查报告。他根据已经获得的各大洋磁异常和磁异常年龄方面的数据资料，企图找到新的解释。但是，由于这些材料缺乏机理上的联系，无法理出头序，使他迷惑不解。正巧，1967年在华盛顿召开了地球物理联合会。为了寻找启示，他放下手头的工作，参加会议。他在“岛弧、洋脊和洋底扩张”专题会上，听了美国普林斯顿大学年轻教授摩根的发言，颇受启发。摩根认为，地球表面是由被称之为“板块”的刚性球冠构成，在洋脊处不断增生更新过程中，板块与地球表面发生不变形位移，直到海沟处才被俯冲吞噬。摩根的这篇口头发言，尽管还很不系统，但给予勒皮雄很大启发。在此后的6个月中，他首次系统地提出了一个震惊国际地学界的新理论──“全球板块运动模式”。
1968年5月，勒皮雄在《地球物理学研究杂志》上发表了一篇论文，首次提出了“板块构造学说”。在这篇文章中，勒皮雄指出：地球表面是由太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块镶接而成的，这6大板块经过近2亿年的运动，才到达今天的位置。此外，他还对这6个板块运动方向和运动速度进行了精密计算。
“板块构造学说”冲破了传统地质学的狭隘性，为地学研究提供了一个进行思维和推理的新框架。借助这个理论，我们可重建地球表面演化的历史：225亿年前，也就是恐龙繁盛的时代，地球上的大陆还是连在一起的联合古陆。大约在2亿年前，联合古陆发生明显的分裂，到中生代早期，联合大陆分裂为南北两大古陆，北为劳亚古陆，南为冈瓦纳古陆。到三叠纪末，这两个古陆进一步分离、漂移，相距越来越远，其间由最初一个狭窄的海峡，逐渐发展成现代的印度洋、大西洋等巨大的海洋。到新生代，由于印度已北漂到亚欧大陆的南缘，两者发生碰撞，青藏高原隆起，造成宏大的喜马拉雅山系，古地中海东部完全消失；非洲继续向北推进，古地中海西部逐渐缩小到现在的规模；欧洲南部被挤压成阿尔卑斯山系，南、北美洲在向西漂移过程中，它们的前缘受到太平洋地壳的挤压，隆起为科迪勒拉—安第斯山系，同时两个美洲在巴拿马地峡处复又相接；澳大利亚大陆脱离南极洲，向东北漂移到现在的位置，从而形成了我们现在所看到的大陆分布状况。
“板块构造学说”翻开了人类对地球史认识的新的一页，有人认为它在地质学史上犹如哥白尼的太阳中心说，是“地质学的一次革命”。虽然现在板块构造的简单模式遭到了质疑，但它倡导的活动论的观点、全球构造的观点和多学科协同攻关的方法等将得到发扬光大。也正因为这样，地质学这门古老的学科永远是充满活力的年轻学科。
李四光的伟大贡献
19世纪以来，不断有德国、美国、法国、瑞典等国的地质学家到中国来勘探矿产、考察地质。但是，他们都没有在中国发现过冰川现象。因此，在地质学界，“中国不存在第四纪冰川”已经成为一个定论。1937年，一位中国人对这一观点提出了挑战，他就是后来成为我国地质事业奠基人之一的李四光。
李四光1889年出生于湖北省黄冈县的一个贫寒人家。他自幼就读于其父执教的私塾。长大后因学习成绩优异被选派到日本留学。1910年，李四光从日本学成回国。武昌起义后，他被委任为湖北军政府理财部参议，后又当选为实业部部长。袁世凯上台后，革命党人受到排挤，李四光再次离开祖国，到英国伯明翰大学学习。1918年，获得硕士学位的李四光决意回国效力。从1920年起，李四光担任北京大学地质系教授。主讲岩石学和高等岩石学两门课程，他以严谨的治学作风赢得了学生的尊重。他经常带学生到野外进行实地教学，边看边讲。一个山头、一个沟谷、一堆石子、一排裂缝，他都不放过。学校经费不足，他带领学生白手起家搞建设，将学习环境收拾得十分雅静。在教学的同时，他对研究工作也不放松，他对中国第四纪冰川的研究就是在这期间开始的。
地球发展史上曾经有过几次大冰期，那时候，地球上的许多地方被冰雪覆盖着，当天气变暖时，冰雪便融化，这样就形成了冰川。最近的一次冰川是发生在二三百万年前的第四纪，所以称之为第四纪冰川。
1921年夏春之交，李四光带领学生到河北省邢台沙河县进行野外实习，发现了一些奇怪的石头，它们不像是水冲下来的，石头上又有明显的擦痕，很像冰川条痕石，因此，李四光推测，中国可能存在第四纪冰川。同年6月和7月，李四光头顶烈日又到山西大同盆地进行煤田地质调查，又一次发现冰川作用的遗迹。于是，李四光以这两次观察到的现象为内容，发表了《华北晚近冰川作用的遗迹》的报道，打破了中国近代冰川研究方面的沉寂局面，对外国人认为中国不存在第四纪冰川的观点提出了挑战。某些外国地学家对此采取了轻蔑和冷漠的态度，李四光决定寻找更多的冰川遗迹。十年以后，李四光四赴庐山实地考察，冰川的擦痕又一次次地展现在眼前。其后，他又做了大量详细周密的调查，不光得出庐山有大量冰川遗迹的结论，而且认为中国第四纪冰川是山谷冰川，并且可以划分为三次冰期。李四光还亲自到黄山，去进行实地考察。在黄山，他同样获得了冰川作用遗迹的宝贵资料。1936年9月，李四光发表了《安徽黄山之第四纪冰川现象》的论文，这篇文章和几幅冰川现象的照片，引起了中外学者的注意。德国地质学教授费斯曼到黄山看罢回来赞道：“这是一个天翻地覆的发现。”李四光数十年的含辛茹苦，第一次得到了世人的承认。
李四光在开展地质研究时，还发现了另外一个重大的问题：在同一个地质时代里，华北地区以陆相沉积（历史上没有被海水淹过的陆地）为主，间有海相沉积（历史上地层被海水淹过的地区）薄层；华南地区则以海相沉积为主，越往南，海相沉积越厚。这就说明，在那个时期，海水的进退，南北的差异相当大。为什么在同样一个地质时代，海浸、海退竟然有这么大的差异呢？李四光从此开始对这一现象进行了艰苦的探索和研究。李四光首先就断然否定了当时地质学家所流行的一种说法：地球表面的海水运动是全球性的，要升都升，要降都降。李四光提出了自己的观点：海水不但有垂直运动，而且有水平运动。水平运动是由于地球的自转速度，在漫长的地质时代中，反复发生时快时慢的变化的结果。
1926年，李四光发表了《地球表面形象变迁之主因》的论文，系统地阐述了地球自转速度的变化是引起地球表面形象变迁的主要原因，提出了推动地壳运动的主要力量是在重力控制下地球自转的离心力。李四光认为，这种离心力不光影响海水的运动，而且影响地壳运动，造成地壳的褶皱、沉降和断裂。这种把应用力学引入到地质学中，用力学观点解释和研究地壳构造和地壳运动的规律的科学，就是李四光创立的地质力学。
根据这种地质力学理论，李四光认为：新华夏构造体系沉降带有“可能揭露有重要经济价值的沉积物”，这个沉积物就是石油。毛泽东、周恩来在认真听取了汇报后，支持了李四光的观点，并根据他的建议，在松辽平原、华北平原开始了大规模的石油普查。1956年，李四光亲自主持石油普查勘探工作，在很短时间里，先后发现了大庆、胜利、大港、华北、江汉等油田，不仅摘掉了“中国贫油”的帽子，也使地质力学理论得到了最有力的证明。
地震一直是地球人的一大心病，它始终在困惑着人类，威胁着人类。李四光对中国地震情况的预报和研究，也作出了自己的应有的贡献。1966年河北省邢台地区发生了强烈地震，给人民的生命财产带来了极大的灾难。为了能够及时准确地了解邢台地震情况，李四光不顾自己77岁的高龄，坚决要求到灾区去看一看。中央在他的一再要求下批准了他的申请。李四光刚下火车，马上就到科学院的观测点去了解那里的仪器工作情况，然后马不停蹄地到尧山地应力站去考察。他认真地研究了工作人员绘制的应力值变化曲线，又听取了在震区工作的同志的汇报，并和他们一起分析这次大地震发生的原因，如何解决地震预报的方法和怎样估计地震今后的发展趋势。就这样，李四光一直忙到天黑才启程回北京。李四光到灾区考察的那天，附近的老乡们看到一位白发苍苍的老科学家在那个小山上忙了一整天，不知道是谁，就去问观测站的工作人员。当他们得知他就是地质部部长李四光的时候，都异常惊喜，异口同声地说：“这真是人民的科学家！”
60年代以后，李四光因过度劳累身体越来越差，但他还是以巨大的热情和精力投入到地震预测、预报以及地热的利用等工作中去。1971年，当他最后一次住进医院的时候，他还对医生说，只要再给我半年的时间，地震预报的探索工作，就会看到结果的。就在他说了这些话的第二天——1971年4月29日，李四光因病逝世，享年82岁。
为纪念李四光对我国科学事业和地质事业做出的巨大贡献，继承和发扬他求实创新、服务社会的爱国主义精神，我国从1989年起设立李四光地质科学奖，专门表彰和鼓励积极参加科学实践、不断创新的优秀地质科技工作者。这是我国地质行业最高层次的荣誉奖励。
李四光以其热爱祖国、崇尚科学、埋头苦干、勤于实践的科学创新精神刷新了中国地质学上许多重大的科学理论。在科学技术飞速发展的今天，李四光精神必将激励更多的后来者，为认知人类社会，认知大自然，认知我国的国情和地情而不懈努力。
