珠穆朗瑪峰作為(wei) 喜馬拉雅山脈的主峰,是世界上海拔最高的山峰。其最新高程為(wei) 8848.86米。而據觀察,這座山峰仍在以每年幾毫米的速度持續增長。
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科學家們(men) 推測,如果珠穆朗瑪峰繼續以現在的速度增長,它的高度將在400萬(wan) 年後趕上火星上的奧林匹斯山(高於(yu) 基準麵21229m)。
奧林匹斯山—— from NASA
奧林帕斯山是火星上的盾狀火山,亦為(wei) 太陽係中已知最高的山。如果有一天珠穆朗瑪峰打破了這個(ge) 太陽係現存的海拔記錄,屆時,能夠成功攀登珠穆朗瑪峰的將不是幾位精英登山者,而是幾位宇航員。
然而,一座山峰是否能夠生長如此長的時間?這種生長有極限嗎?
我們(men) 先來了解下山峰的形成!
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盡管肉眼無法直接觀察到,但我們(men) 星球的表麵實際上是活動的。
由於(yu) 岩石圈板塊的運動,地殼被分成了一些大型板塊,又可分成100多個(ge) 較小的次級板塊。而這種機製導致了山脈的形成。
岩石圈板塊—— from USGS
當兩(liang) 個(ge) 板塊碰撞時,衝(chong) 擊力使接觸點的岩石壓縮變厚,向上移動,如同地毯被壓在牆上一樣。
板塊交匯—— from Ridddle
例如亞(ya) 洲的喜馬拉雅山,它的十個(ge) 山峰,包括珠穆朗瑪峰在內(nei) ,都是由於(yu) 印度板塊和歐亞(ya) 板塊的交匯而形成的。然而這一過程尚未結束,印度板塊至今仍舊以每年約7厘米或2.8英寸的速度移動,因此喜馬拉雅山也在不斷地增長。
當然,構造板塊的碰撞並不總是導致這些龐然大物的誕生。
例如,在澳大利亞(ya) 形成的威奇普魯夫山 (Mount Wycheproof ),海拔隻有43米(141英尺),被稱為(wei) 地球上最小的山。
威奇普魯夫山 (Mount Wycheproof )——from MapsofWorld
然而這些地貌並不僅(jin) 僅(jin) 是由構造力量造成的。還有一種地質現象導致了山脈的誕生——火山爆發。
by Morley Read
來自地球深處的熱地幔流上升,穿過地殼並噴發到地表。每一次噴發都堆積了更多的熔岩灰和陸地岩石,這些火山灰和岩石堆積在一起,逐漸形成了山。
火山爆發—— from Ridddle
根據聖地亞(ya) 哥州立大學的研究,最常見的例子是火山渣堆(又稱碎屑錐)。它們(men) 有一個(ge) 對稱的圓錐形,這是我們(men) 通常認為(wei) 的火山的形狀。
正是這些小火山在幾個(ge) 月或幾年的時間裏生長最快。但它們(men) 的平均高度隻有300英尺(91米),最高不超過1200英尺(366米)。
與(yu) 快速增長的小火山不同,層狀火山 (Stratovolcano)和盾狀火山(Shield volcano)生長較慢。
最壯觀的景象是層狀火山(又稱為(wei) 成層火山、複式火山)。它們(men) 的平均高度為(wei) 8000英尺(2.5公裏),噴發時威力巨大——維蘇威火山(Vesuvius)就是一個(ge) 生動的例子。
一天之內(nei) ,維蘇威火山就將三座城市夷為(wei) 平地,其中包括龐貝古城(Pompeii)和幾個(ge) 村莊。
巨大的盾狀火山就不那麽(me) 引人注目了。它們(men) 的噴發更像是沿著容器邊緣流動的液體(ti) ,並不如層狀火山噴發時那樣激烈。
盾狀火山緩慢地流淌著熔岩,薄薄的一層一層疊在一起。它是有著寬闊頂麵和緩坡度側(ce) 翼(盾狀)的大型火山,表麵坡度很少超過10º。
by Joe Carini
那麽(me) ,山峰是否能長高到無窮大呢?
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板塊碰撞與(yu) 火山爆發是地球上長期存在的現象。但即使如此,山脈仍然不能無限增長。
例如,烏(wu) 拉爾山脈的年齡是喜馬拉雅山的10倍以上,理論上應該比喜馬拉雅山高得多,而不是比喜馬拉雅山低4.5倍。
烏(wu) 拉爾山脈——from DK findout
限製山脈增長的因素有很多,其中一個(ge) 就是重力(gravity)。
當極高山脈的重量超過了推動它們(men) 向上生長的構造力量的承受能力時,龐大的山脈會(hui) 使地殼彎曲並在其下方下降。
地殼變化—— from Ridddle
而岩石圈板塊的碰撞仍在繼續,這導致了低峰岩石的壓縮和增厚,以及在最高處兩(liang) 側(ce) 斜坡的生長,從(cong) 而形成了高原(plateau)。
也就是說,在達到一定的臨(lin) 界值之後,山脈繼續生長,隻是相對而言,不再增加高度而是寬度。而根據地質學家的說法,珠穆朗瑪峰可能已經接近了這個(ge) 界限,因為(wei) 鄰近地區的崛起已經開始。
然而,不僅(jin) 重力阻止了山脈的生長,它們(men) 的高度也受到了冰的侵蝕。
根據研究人員的觀察,一旦達到一定高度,山峰上就會(hui) 出現冰川侵蝕山頂。科學家們(men) 指出,世界各地的山脈高出當地雪線不超過0.93英裏(大約1.5公裏)。因此根據這一理論,冰川侵蝕的速度要高於(yu) 山脈的生長速度。
冰川—— from U.S. National Park Service
有些人提出,火山的生長速度可以超過冰川的侵蝕。然而它們(men) 的高度卻會(hui) 受到岩漿源流失的影響。
如果板塊運動,岩漿的直接供應就會(hui) 受到幹擾,從(cong) 而減少噴發的次數。但這樣的問題不會(hui) 出現在火星上,因為(wei) 那裏的地殼不會(hui) 移動。
岩漿源—— from Ridddle
不僅(jin) 如此,火山自身的噴發對其增長實際也存在阻止作用。比如1980年華盛頓州的聖海倫(lun) 斯火山爆發後,風攜帶5.2億(yi) 噸火山灰向東(dong) 穿越了美國,導致斯波坎市一片漆黑,而這座山自身的高度也下降了1312英尺(約400米)。
除去這些,河流也是影響山脈的重要因素。
首先,它們(men) 通過衝(chong) 擊山脈的邊緣,侵蝕岩石,在底部形成深深的裂縫,增加了山脈的視覺高度。
by lemi
匹茲(zi) 堡大學地質與(yu) 環境科學係教授納丁•麥誇裏解釋說:所有這些美麗(li) 而壯觀的山峰,事實上都比青藏高原本身略低。
然而隨著河流侵蝕岩石,山間河道可能會(hui) 變得過於(yu) 陡峭。從(cong) 而引發了山體(ti) 滑坡,山體(ti) 滑坡帶走了構成山體(ti) 的物質,從(cong) 而限製了山體(ti) 的生長。
山體(ti) 滑坡——from GOOGLE EARTH/JOHN MADONNA
與(yu) 陸地上的山脈不同,水下山脈雖然也受到重力和山體(ti) 滑坡的影響,但由於(yu) 水支撐著它們(men) 的側(ce) 麵,它們(men) 可以變得比陸地山脈更高。
因此,當珠穆朗瑪峰還在試圖突破重力和冰層厚度的阻礙時,地球上已經出現了新的冠軍(jun) ,在高度上超越了它,當然——是相對高度。
莫納克亞(ya) 山——by Nula666
位於(yu) 夏威夷的火山:莫納克亞(ya) 山(Mauna Kea)從(cong) 底部到頂部的高度為(wei) 10210 m;莫納羅亞(ya) 山(Mauna Loa)從(cong) 底部到頂部的高度為(wei) 10168 m。
莫納羅亞(ya) 山——by Kaleodu
它們(men) 無疑是地球上最宏偉(wei) 的山脈。但由於(yu) 一座山的絕對高度是用海平麵來測量的,而它們(men) 的海拔高度僅(jin) 僅(jin) 剛超過4000米,因此它們(men) 並沒有在世界高峰榜上留下姓名。
我們(men) 可以說,地球自然定律嚴(yan) 格限製了山脈的生長,而珠穆朗瑪峰似乎已經達到了它的極限。因此形成一個(ge) 新的奧林匹斯山,大概隻能是夢想了!
參考資料:
[1] Gerrard, A.J. (1990). Mountain Environments: An Examination of the Physical Geography of Mountains. Cambridge, Massachusetts: MIT Press. ISBN978-0-262-07128-4.
[2] Mount Everest (1:50,000 scale map), prepared under the direction of Bradford Washburn for the Boston Museum of Science, the Swiss Foundation for Alpine Research, and the National Geographic Society, 1991, ISBN 3-85515-105-9
[3] "Geology of Mount Everest". everest1953.co.uk. Archived from the original on 24 June 2016. Retrieved 13 November 2018.
[4] Gansser, A. 1964. Geology of the Himalayas, John Wiley Interscience, London, 1964 289 pp.
San Diego State University;NASA;Google Earth;USGS;MapsofWorld;維基百科;YouTube;Unslpash;CNN;百度百科等
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來源:桔燈勘探
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