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珠穆朗玛峰为何至今还在不断“长”高?

山脉作为地球上重要的地貌单位,占据了全球大约25%的陆地面积。在板块构造作用下,全球各地发育规模不等的山脉。

它们不仅构成了世界地形的“骨骼”,还为人类创造了美丽的自然财富,它们以其雄浑多姿的身躯,向世人彰显着独特的魅力,令无数人神往。

说到山脉,不得不提享誉全球的喜马拉雅山脉。它位于青藏高原南缘,平均海拔高达6000米,是世界海拔最高的山脉,是大自然的杰作。喜马拉雅山脉西起克什米尔的南迦帕尔巴特峰(海拔8125米),东至雅鲁藏布江大拐弯处的南迦巴瓦峰(海拔7782米)。


【资料图】

该山脉发育大量世界级的山峰,其中海拔7000米以上的高峰有40座,8000米以上的高峰有10座(全世界8000米以上高峰仅14座),主峰为珠穆朗玛峰,根据我国2020年12月公布的最新海拔数据为8848.86米,为当之无愧的世界第一高峰。

山脉的形成离不开板块构造的运动。在板块俯冲-碰撞过程中,板块会发生强烈变形、挤压弯曲和褶皱叠置而形成一系列规模不等的山脉。大约6500万年左右以来,印度板块与欧亚板块发生陆陆碰撞,随后印度板块持续向欧亚板块下部向北俯冲,两大板块持续挤压使得地球浅部物质不断上升露出地表,最终在约1500万年-1000万年前形成了如今的喜马拉雅山脉。

时至今日,印度板块仍在以每年5厘米的速度向北运动,这里的地震活动仍然非常强烈,这也是为什么珠峰的高度还有变化的主要原因。例如,有研究提出,2015年尼泊尔8.1级大地震后,珠峰的高度下降了2~3 毫米。

珠峰到底能长多高,事实上,这是关于高原隆升与生长机制的关键科学问题,这个有趣而复杂的问题也是当前的地球科学研究前沿,全世界的地质学家在这些方面做了大量的工作。

控制山脉高度的因素很多,主要有构造作用力、气候控制的侵蚀作用以及地壳均衡作用。构造作用力作为地球内动力作用,通过板块间的俯冲-碰撞过程把地壳增厚,使得山脉开始抬升。

相比之下,气候控制的地表侵蚀作用比较专一,就是不停地移除高海拔地区的物质来限制山脉的高度。最后地壳均衡作用,它使山脉及其之下的岩石圈浮在软流圈之上,岩石圈的弯曲对山脉质量的增减产生反馈。

地质学家一致认为,山脉的高度是上述三个主要过程共同作用的结果。不过,由于不同的过程可能会不同步,所以会产生复杂的情况。

最新发表在Nature杂志研究表明,喜马拉雅山是非常活跃的造山带,比起高原周缘较高的河流侵蚀速率来,板块间高的汇聚速率占了主导,显然构造作用成为了喜马拉雅山高度的主要因素。

但是,当山脉高度达到地壳强度能承受的最大海拔后,喜马拉雅山会以固定的高度不断变宽;气候控制的侵蚀作用控制的不是山脉的高度,而是其宽度。

总之,构造作用、气候作用以及地壳均衡作用共同控制着山脉高度,但哪一种起到主要控制作用,仍然需要科学家进一步的研究,而关于山脉高度的问题,尚需大量的观测和理论研究。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者:董汉文

审核:王立成(中国科学院青藏高原所研究员)

出品:中国科协科普部

监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

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责任编辑:Rex_30

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