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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)了一個令人驚訝的答案:不是巖石的侵蝕和風化決定了山地塊的上限,而是地殼中力的平衡。對于地球科學來說,這是一個根本上新的重要發(fā)現(xiàn)。研究人員在科學雜志《自然》上對此進行了報道

地球上最高的山脈-例如喜馬拉雅山或安第斯山脈-沿著會聚的板塊邊界出現(xiàn)。在這樣的板塊邊界處,兩個構(gòu)造板塊朝著彼此移動,并且其中一個板塊被迫在另一個之下進入地球的地幔。在俯沖過程中,板塊界面反復發(fā)生強烈地震,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,這在地球科學領(lǐng)域一直存在爭議。

GFZ德國地球科學研究中心的Armin Dielforder領(lǐng)導的一項新研究現(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(德國)的科學家一起,通過分析各種板邊界的強度并計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)板邊界強度的信息。這些數(shù)據(jù)例如來自地下的熱流測量。會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它,則布會折疊,同時它會在您的手背上滑動一點。新興的褶皺將例如對應(yīng)于安第斯山脈,在手背上滑動到地下摩擦。根據(jù)巖石的特性,在深部地下還會產(chǎn)生張力,這種張力會在劇烈地震中釋放出來,尤其是在俯沖帶。

研究人員從文獻中收集了有關(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),并計算了由此產(chǎn)生的應(yīng)力,并因此得出了導致各個山脈隆起的力。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會。

 
 

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