珠穆朗瑪峯為何至今還在不斷“長”高?_風聞
科普中国-科普中国官方账号-中国科协科普工作官方微平台06-28 14:09
山脈作為地球上重要的地貌單位,佔據了全球大約25%的陸地面積。在板塊構造作用下,全球各地發育規模不等的山脈。
它們不僅構成了世界地形的“骨骼”,還為人類創造了美麗的自然財富,它們以其雄渾多姿的身軀,向世人彰顯着獨特的魅力,令無數人神往。
説到山脈,不得不提享譽全球的喜馬拉雅山脈。它位於青藏高原南緣,平均海拔高達6000米,是世界海拔最高的山脈,是大自然的傑作。喜馬拉雅山脈西起克什米爾的南迦帕爾巴特峯(海拔8125米),東至雅魯藏布江大拐彎處的南迦巴瓦峯(海拔7782米)。
該山脈發育大量世界級的山峯,其中海拔7000米以上的高峯有40座,8000米以上的高峯有10座(全世界8000米以上高峯僅14座),主峯為珠穆朗瑪峯,根據我國2020年12月公佈的最新海拔數據為8848.86米,為當之無愧的世界第一高峯。
山脈的形成離不開板塊構造的運動。在板塊俯衝-碰撞過程中,板塊會發生強烈變形、擠壓彎曲和褶皺疊置而形成一系列規模不等的山脈。大約6500萬年左右以來,印度板塊與歐亞板塊發生陸陸碰撞,隨後印度板塊持續向歐亞板塊下部向北俯衝,兩大板塊持續擠壓使得地球淺部物質不斷上升露出地表,最終在約1500萬年-1000萬年前形成了如今的喜馬拉雅山脈。
時至今日,印度板塊仍在以每年5釐米的速度向北運動,這裏的地震活動仍然非常強烈,這也是為什麼珠峯的高度還有變化的主要原因。例如,有研究提出,2015年尼泊爾8.1級大地震後,珠峯的高度下降了2~3 毫米。
珠峯到底能長多高,事實上,這是關於高原隆升與生長機制的關鍵科學問題,這個有趣而複雜的問題也是當前的地球科學研究前沿,全世界的地質學家在這些方面做了大量的工作。
控制山脈高度的因素很多,主要有構造作用力、氣候控制的侵蝕作用以及地殼均衡作用。構造作用力作為地球內動力作用,通過板塊間的俯衝-碰撞過程把地殼增厚,使得山脈開始抬升。
相比之下,氣候控制的地表侵蝕作用比較專一,就是不停地移除高海拔地區的物質來限制山脈的高度。最後地殼均衡作用,它使山脈及其之下的岩石圈浮在軟流圈之上,岩石圈的彎曲對山脈質量的增減產生反饋。
地質學家一致認為,山脈的高度是上述三個主要過程共同作用的結果。不過,由於不同的過程可能會不同步,所以會產生複雜的情況。
最新發表在Nature雜誌研究表明,喜馬拉雅山是非常活躍的造山帶,比起高原周緣較高的河流侵蝕速率來,板塊間高的匯聚速率佔了主導,顯然構造作用成為了喜馬拉雅山高度的主要因素。
但是,當山脈高度達到地殼強度能承受的最大海拔後,喜馬拉雅山會以固定的高度不斷變寬;氣候控制的侵蝕作用控制的不是山脈的高度,而是其寬度。
總之,構造作用、氣候作用以及地殼均衡作用共同控制着山脈高度,但哪一種起到主要控制作用,仍然需要科學家進一步的研究,而關於山脈高度的問題,尚需大量的觀測和理論研究。
本文為科普中國·星空計劃扶持作品
作者:董漢文
審核:王立成(中國科學院青藏高原所研究員)
出品:中國科協科普部
監製:中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司