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什么控制山高？令人驚訝的是，它不是侵蝕
2020-06-13 16:38上一篇：地球的一半相對完整不受全球人類影響 |下一篇：工程師找到了一種巧妙的方法將廢二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的材料
哪些因素和機(jī)制決定了高山的高度？來自明斯特和波茨坦的一組研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一個(gè)令人驚訝的答案：不是巖石的侵蝕和風(fēng)化決定了山地塊的上限，而是地殼中力的平衡。對于地球科學(xué)來說，這是一個(gè)根本上新的重要發(fā)現(xiàn)。研究人員在科學(xué)雜志《自然》上對此進(jìn)行了報(bào)道。
地球上最高的山脈-例如喜馬拉雅山或安第斯山脈-沿著會(huì)聚的板塊邊界出現(xiàn)。在這樣的板塊邊界處，兩個(gè)構(gòu)造板塊朝著彼此移動(dòng)，并且其中一個(gè)板塊被迫在另一個(gè)之下進(jìn)入地球的地幔。在俯沖過程中，板塊界面反復(fù)發(fā)生強(qiáng)烈地震，幾百萬年來，在大陸邊緣建立了山脈。
山脈的高度是主要由地球內(nèi)部的構(gòu)造過程決定還是由雕刻地球表面的侵蝕過程決定的，這在地球科學(xué)領(lǐng)域一直存在爭議。
GFZ德國地球科學(xué)研究中心的Armin Dielforder領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究現(xiàn)在表明，河流和冰川的侵蝕對山脈高度沒有重大影響。他與來自GFZ和明斯特大學(xué)（德國）的科學(xué)家一起，通過分析各種板邊界的強(qiáng)度并計(jì)算沿板界面作用的力，解決了長期以來的爭論。
研究人員通過計(jì)算沿地球不同板塊邊界的力得出了令人驚訝的結(jié)果。他們使用的數(shù)據(jù)提供了有關(guān)板邊界強(qiáng)度的信息。這些數(shù)據(jù)例如來自地下的熱流測量。會(huì)聚板塊邊界處的熱流又受大陸板塊界面處的摩擦能影響。
可以想象使用桌布形成的山脈。如果將雙手放在桌面上的布下面并推動(dòng)它，則布會(huì)折疊，同時(shí)它會(huì)在您的手背上滑動(dòng)一點(diǎn)。新興的褶皺將例如對應(yīng)于安第斯山脈，在手背上滑動(dòng)到地下摩擦。根據(jù)巖石的特性，在深部地下還會(huì)產(chǎn)生張力，這種張力會(huì)在劇烈地震中釋放出來，尤其是在俯沖帶。
研究人員從文獻(xiàn)中收集了有關(guān)不同高度山脈（喜馬拉雅山，安第斯山脈，蘇門答臘島，日本）次表層的摩擦的全球數(shù)據(jù)，并計(jì)算了由此產(chǎn)生的應(yīng)力，并因此得出了導(dǎo)致各個(gè)山脈隆起的力。通過這種方式，他們表明在活躍的山脈中，板塊邊界上的力與山脈的重量和高度所產(chǎn)生的力是平衡的。
盡管所研究的山脈位于不同的氣候區(qū)，侵蝕速率變化很大，但這種力平衡存在于所有研究的山脈中。該結(jié)果表明，山脈能夠?qū)Φ厍虮砻娴倪^程做出反應(yīng)，并且能夠以快速侵蝕的方式增長，從而保持山脈和山脈高度之間的平衡。從根本上來說，這一新發(fā)現(xiàn)為深入研究山脈的長期發(fā)展和增長提供了許多機(jī)會(huì)。
