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为什么地球上的山峰不会一直升高?

科普小知识2021-11-21 01:08:56
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为什么地球上的山峰不会一直升高?

也许在宇宙中的另一颗行星上会有这样的场景,但在地球上,山峰的高度都在海拔8840米的珠穆朗玛峰以下。那么,是什么阻止了地球山峰的生长呢?

美国匹兹堡大学地质与环境科学系的教授纳丁说,有两个主要的限制因素阻止地球的山峰永远生长。首先是重力的影响。许多山脉是由于地球表面的运动而形成的,被称为板块构造。该理论将地壳描述为一个动态的岩石圈,它可以被分成多个构造单元(板块),并随着时间的推移而不断移动。当两块板碰撞时,边缘材料将*向上上升。这就是喜马拉雅山,包括珠穆朗玛峰,是如何形成的。

麦考利说,当板块持续挤压时,山脉会持续增长,直到在重力作用下无法维持。在某一点上,这座山会变得太重,它自身的质量会阻止两个板块碰撞造成的向上增长趋势。

山脉也可以通过其他方式形成。例如,像夏威夷群岛这样的火山岛是由岩浆从地壳中喷发出来并逐渐积累而成的。无论山脉是如何形成的,它们最终都会变得太重,并屈服于重力。换句话说,如果地球的引力更小,山就会更高。麦考利补充道,这一场景实际上发生在火星上,那里的山峰比地球上的要高得多。火星的奥林匹斯山是太阳系中已知的最高火山,海拔25000米,几乎是珠穆朗玛峰的三倍。

根据美国国家航空航天局(美国航天局)的说法,奥林匹斯山有如此惊人高度的最可能原因是火星重力低,喷发频率高,造山熔岩在火星上的持续时间比在地球上长得多。更重要的是,火星的地壳并不像我们的星球那样被分成动态板块。在地球上,随着板块的移动,热点(地幔柱喷出的区域)也在移动,导致新火山的形成和现有火山的逐渐消失。地幔活动将熔岩扩散到更大的区域,形成许多火山。在火星上,大陆地壳不移动,所以熔岩可以聚集成巨大的单一火山。

地球上山脉生长的第二个限制因素是河流。起初,河流会使山显得更高,因为它们会侵蚀山边的物质,并在山脚附近形成深深的裂缝。然而,随着河流的侵蚀,其河道可能变得过于陡峭,这可能导致山体滑坡,将物质从山上带走,并限制山峰的生长。

在9月16日发表在《自然地球科学》杂志上的一篇论文中,研究人员提出,当河流达到“临界陡度”时,它们通过侵蚀对山脉生长的影响将是有限的。

水下山脉也受到重力和山体滑坡的限制,但它们可能比陆地上的山脉要高得多,因为高密度的水比空气起着更大的支撑作用,受到对抗重力的影响。麦考利说:“水为这些山脉提供了横向支撑,使它们能够长得更高。”

珠穆朗玛峰通常被认为是地球上最高的山,但也有其他竞争者争夺“世界最高的山”的称号。夏威夷的莫纳克亚火山是一座休眠火山。如果用从底部(太平洋深处)到顶峰的距离来衡量,它是世界上最高的山,海拔10210米,比珠穆朗玛峰稍高。然而,莫纳克亚山海拔6000米,最高点海拔4205米。如果从海平面测量,珠穆朗玛峰是莫纳克亚山的两倍高,是世界上最高的山峰。

奥林匹斯山

奥林匹斯山是火星上的一座盾形火山,也是太阳系中已知的最高山峰,海拔21229米,几乎是珠穆朗玛峰的两倍。在太空探测器确定这是一座山之前,地面望远镜中的奥林匹斯山是一个明亮的两点,它被19世纪末的天文学家称为“奥林匹斯山之雪”。

奥林匹斯山的火山口长约85公里,宽约70公里。火山口的墙高达3公里。整个火山的坡度非常慢,其巨大的宽度使得在火星表面上不可能看到火山的全景——从山的边缘看不到山顶,从山顶看不到山的边缘。火星上的其他巨型火山也有类似的现象。奥林匹斯山是一座盾形火山,由高流动性玄武岩熔岩长期喷发和堆积而成,类似于夏威夷群岛的莫纳罗亚火山。