什么控制山高?令人惊讶的是,它不是侵蚀

2020-06-13 16:38上一篇:地球的一半相对完整不受全球人类影响 |下一篇:工程师找到了一种巧妙的方法将废二氧化碳转化为有用的材料

哪些因素和机制决定了高山的高度?来自明斯特和波茨坦的一组研究人员现在发现了一个令人惊讶的答案:不是岩石的侵蚀和风化决定了山地块的上限,而是地壳中力的平衡。对于地球科学来说,这是一个根本上新的重要发现。研究人员在科学杂志《自然》上对此进行了报道。

地球上最高的山脉-例如喜马拉雅山或安第斯山脉-沿着会聚的板块边界出现。在这样的板块边界处,两个构造板块朝着彼此移动,并且其中一个板块被迫在另一个之下进入地球的地幔。在俯冲过程中,板块界面反复发生强烈地震,几百万年来,在大陆边缘建立了山脉。

山脉的高度是主要由地球内部的构造过程决定还是由雕刻地球表面的侵蚀过程决定的,这在地球科学领域一直存在争议。

GFZ德国地球科学研究中心的Armin Dielforder领导的一项新研究现在表明,河流和冰川的侵蚀对山脉高度没有重大影响。他与来自GFZ和明斯特大学(德国)的科学家一起,通过分析各种板边界的强度并计算沿板界面作用的力,解决了长期以来的争论。

研究人员通过计算沿地球不同板块边界的力得出了令人惊讶的结果。他们使用的数据提供了有关板边界强度的信息。这些数据例如来自地下的热流测量。会聚板块边界处的热流又受大陆板块界面处的摩擦能影响。

可以想象使用桌布形成的山脉。如果将双手放在桌面上的布下面并推动它,则布会折叠,同时它会在您的手背上滑动一点。新兴的褶皱将例如对应于安第斯山脉,在手背上滑动到地下摩擦。根据岩石的特性,在深部地下还会产生张力,这种张力会在剧烈地震中释放出来,尤其是在俯冲带。

研究人员从文献中收集了有关不同高度山脉(喜马拉雅山,安第斯山脉,苏门答腊岛,日本)次表层的摩擦的全球数据,并计算了由此产生的应力,并因此得出了导致各个山脉隆起的力。通过这种方式,他们表明在活跃的山脉中,板块边界上的力与山脉的重量和高度所产生的力是平衡的。

尽管所研究的山脉位于不同的气候区,侵蚀速率变化很大,但这种力平衡存在于所有研究的山脉中。该结果表明,山脉能够对地球表面的过程做出反应,并且能够以快速侵蚀的方式增长,从而保持山脉和山脉高度之间的平衡。从根本上来说,这一新发现为深入研究山脉的长期发展和增长提供了许多机会。

 
 

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