如果時間足夠長,河水能侵蝕的足夠深而露出地幔嗎?

2020-09-16 毒董地質

網友問題:河水能衝蝕出峽谷,如果時間足夠長,河水能衝蝕的足夠深露出地幔嗎?

有意思的問題,腦洞開的有點大。


01 全球地殼的厚度

我們都知道,地球從裡到外分為地核、地幔和地殼。而(上)地幔和地殼之間的分界面叫莫霍洛維奇不連續面(一個饒舌頭的名字),簡稱莫霍面,Moho,或者M不連續面,是克羅埃西亞地球物理學家、地震學家氣象學家莫霍洛維奇於1909年發現。

地殼是指由巖石組成的固體外殼,地球固體圈層的最外層。地殼分為兩種基本類型:大陸地殼(簡稱陸殼,continental crust)和大洋地洋殼(簡稱洋殼,oceanic crust)。地質與地球物理資料顯示全球各地的地殼厚度不一,全球地殼平均厚度約17千米,陸殼平均厚度為39-41千米,在構造擠壓縮短地區(例如青藏高原),地殼厚度可達70-75千米;相比之下,洋殼要薄很多,例如大西洋洋殼厚度3-4千米,太平洋的洋殼7-8千米。而全球最深的溝馬裡亞納海溝11034米,為地球的最深點,也意味著這裡的地殼最薄(當然,這裡需要提一句,馬裡亞納海溝是由板塊俯衝形成,並非河流地貌)。

毫無疑問,地球最外層最為我們所熟悉,但其在成分上卻也最為複雜多變。地球複雜的地殼是怎樣形成的?起初,原始地球差不多只是一塊質量均衡的巖石,經過長時間的分異作用才逐漸形成了地球的層圈結構。

地球內部剖面示意圖(來自bing)


02 地貌的演化

大量研究表明,地貌是深部構造與淺表過程多圈層互相作用,構造、氣候、侵蝕及沉積互饋的結果。

引自中國地震局張會平研究員2020構造青年論壇報告

河流下切速度一般0.01-0.1米/年,每年幾釐米,1百萬年(Ma)下來河底要下降幾萬米,這個速度是驚人的。 號稱世界七大自然奇觀之一的科羅拉多大峽谷,全長446千米,平均寬度16千米,最深處2133米,平均深度超過1500米。河流裡的物質源源不斷的被河水侵蝕、搬運至其他地方。根據地殼均衡理論,地表物質被河流搬運走,導致區域地殼抬升,換句話說,原來埋藏深部的巖石不會永遠暗無天日待在地下,終將山體的風化剝蝕作用下暴露於地表。


03 河流的歸屬

河流侵蝕作用,是指流水破壞地表,掀起並帶走地表物質的作用。

河流侵蝕作用類型

1. 溯源侵蝕:向河流源頭方向的侵蝕(增長);

2. 下蝕:垂直於地面的侵蝕(增深);

3. 側蝕:垂直於兩側河岸的侵蝕(增寬).

河流河谷的發育初期,其縱坡面坡度較大,河流主要以下蝕作用和溯源侵蝕為主,谷地深切成「V」形谷或峽谷;形成期主要以下蝕作用和側蝕作用為主,到了成熟期則以側蝕作用為主。上述三種類型的侵蝕作用和三個階段並非孤立存在的,事實上,在河流的每一個時刻任一河段都是三種類型共同參與的結果。

這裡引入一個概念--河流侵蝕基準面每一條河流下切侵蝕的最大深度都不是無止境的(呼應一下題目),河流下切深度受河流侵蝕基準面控制,當河流下切接近這一平面後就失去侵蝕能力,不再向下侵蝕。學界對河流侵蝕基準面有不同的認識,儘管如此,對任何一條河流來說,控制河流下切侵蝕的最低基面都是存在的

圖片來自網絡

河流發展到一定階段後,河底的侵蝕和堆積達到平衡狀態,但這樣的平衡永遠是相對的和暫時的。這種平衡是河流自動調節的能力,對任意一條河流來說,任何時候水流都力求達到這種平衡狀態。從平衡-不平衡-再平衡中來回調整,河谷從峽谷變成寬谷,河流就是在這樣的變化中不斷發展。


綜上,即使時間再長,河水也不能衝蝕的足夠深而露出地幔。

相關焦點

  • 河水能把地殼衝掉嗎?
    (圖片來源:veer圖庫)浩浩蕩蕩的河流,有著塑造地貌的力量,著名的長江三峽、雅魯藏布江大峽谷都是由河流長時間侵蝕而形成。那麼問題來了:如果時間足夠長,河水能把地殼都衝掉,露出地幔嗎?這個腦洞大開的問題,相當於下面三個問題。這樣的例子是否存在?如果河谷可以不停下切,它們會切到地球的什麼部分呢?
  • 河水能把地殼衝掉嗎?-虎嗅網
    浩浩蕩蕩的河流,有著塑造地貌的力量,著名的長江三峽、雅魯藏布江大峽谷都是由河流長時間侵蝕而形成。那麼問題來了:如果時間足夠長,河水能把地殼都衝掉,露出地幔嗎?這個腦洞大開的問題,相當於下面三個問題。如果河谷可以不停下切,它們會切到地球的什麼部分呢?知識點:下切指河流下切侵蝕作用,這是一種垂直於地面的侵蝕作用,下切侵蝕會加深河道,形成V型峽谷。常見於河流河谷發育初期。
  • 河水最終能把地殼衝掉嗎?
    浩浩蕩蕩的河流,有著塑造地貌的力量,著名的長江三峽、雅魯藏布江大峽谷都是由河流長時間侵蝕而形成。那麼問題來了:如果時間足夠長,河水能把地殼都衝掉,露出地幔嗎?這個腦洞大開的問題,相當於下面三個問題。這樣的例子是否存在?
  • 最深的湖泊,湖泊最深可達1637米,淡水足夠全世界喝五十年
    除了地下水之外,最多的就是湖泊水,在俄羅斯,就有一顆耀眼的水域明珠,其儲水量足夠我們全世界的人類喝上五十年這也就是俄羅斯的「貝加爾湖」,相信大家都聽過一首歌《貝加爾湖畔》裡面所描繪的就是貝加爾湖畔上美麗的景色,貝加爾湖形成於2500萬年前的印度板塊和亞歐板塊相互碰撞後的強烈地震,於2000-2500萬年前的時候才形成的湖床,其實在以前貝加爾湖還曾經是一片大海,只是經過了慢慢的碰撞還有河水雨水的加入
  • NREE:地球深部地幔彈性性質的實驗進展
    因此,準確和定量地理解地幔的物理和化學性質有助於我們探索地球或者其他行星的演化歷史。然而,地球深部的不可入性是對其進行研究的最大難題,人們主要通過反演地震觀測數據來約束深部地幔的物質成分和溫度。現在地震觀測的數據越來越多,也越來越精確,而更大的挑戰是如何很好地解釋這些觀測數據,例如對於地幔中存在的一系列異常(如大型低剪切波速省、過渡帶的波速異常和地幔中部廣泛存在的散射體等,圖1)仍然缺乏合理的解釋,這主要是由於我們對地幔中可能存在的礦物在高溫高壓下的彈性性質缺乏足夠的理解。
  • 給大猩猩足夠的時間,這個物種能進化成高級智慧生物嗎?
    給大猩猩足夠的時間,這個物種能進化成高級智慧生物嗎?看過《猩球崛起》後,筆者就一直在想一個問題,未來的某一天,大猩猩會不會進化成高級智慧生物呢?那時的地球在像現在如此的單一,而是想《魔獸爭霸》裡的那般有許多高級智慧生物,與我們一起生活在同樣的天空下。那一天會來臨嗎?
  • 世界上最深的海溝馬裡亞納海溝怎麼形成的?它深入地心內部了嗎?
    馬裡亞納海溝會深入地心嗎?馬裡亞納大海溝是目前已知最深的海溝,深度達到了6-11千米,如果把喜馬拉雅山脈放入其中,可以淹沒喜馬拉雅山的山頂。由於馬裡亞納大海溝深度非常深,因此這裡的海水溫度超級低,壓強非常強,且太陽光子無法照射到這裡,以至於這裡終年黑暗,且含氧量低,是地球上環境最惡劣的地方之一。
  • 一根棍子如果足夠長,做圓周運動時,速度會不會超越光速
    如果我們擁有這一根足夠長的棍子,然後拿著一根棍子做圓周運動的時候,棍子的速度會不會超越光速呢?當然,這只是一個假設,其實小編認為這是完全不可能的。說起光速,絕對是一個人類目前為止,沒有辦法跨越的,當一個物體無限接近光速的時候,那麼它的質量也會增加的,這個時候想讓它再加速的話,完全是不可能的事情。
  • 如果時鐘的秒針足夠長,經過1秒後,秒針末端會超光速嗎?
    但如果做一些思想實驗,超光速似乎是輕而易舉的事情,我們很容易構思出超光速現象。想像一下,如果一個時鐘的秒針特別長,那麼,經過1秒之後,秒針的末端會超過光速嗎?畢竟,半徑越大,線速度越大,只要半徑足夠大,線速度豈不是就能超光速了?
  • 地心深處有水嗎?下地幔660公裡深,為什麼會「進水」?
    然而水對地球的作用還遠遠不止這些,它還參與了地球內部的巖漿活動、地幔對流等。我們日常生活中接觸不到這些地心深處的水,而科學家在火山爆發時,可以從巖漿中找到一些從地心噴出來的水。水是怎麼進入地心深處的呢?這其實不難解釋,地球上曾經發生過若干次大規模的板塊運動,其中一部分巨型板塊向地心方向俯衝下去,在俯衝的過程中,一部分地表水被帶入了地心。
  • 在地震活躍區鑽入地幔 究竟是作死還是科學
    科學家團隊計劃在地殼做薄弱的海底鑽入地幔,實現有史以來首次取樣研究  據國外媒體報導,卡迪夫大學的科學家們正打算在海底鑽探進入到地幔層,並希望能夠將地幔層的樣本首次帶回地面進行研究。  項目的共同負責人Chris MacLeod教授想要調查位於地殼和地幔邊緣的區域,也就是我們所說的莫霍界面。地震的地震波在這一區域的速度會突然發生變化,這是因為地震波從堅硬的火成巖構成的地殼進入到更柔軟的地幔層的緣故。  科學家們所選擇的鑽探地點位於印度洋的Atlantis Bank,之所以選擇這裡是因為斷層和侵蝕已經讓這裡的地殼變薄。
  • 如果有一個足夠長的棍子,轉一周,另一頭可不可以達到光速?
    哈哈,這種問題可謂是關於相對論的長壽問題,類似的問題還有「一根極長的棍子,推動一端,另一端也會立即移動,這不超光速了嗎?;一個半徑無限大的轉盤,有的部分不就超光速了?」等等,我估計再過二十年依舊會有不少人提問。
  • 管道650公裡長,深埋地幔物質從地表噴發出來,科學家第一次發現
    當然,科學家對火山的研究從18世紀就已經開始了,最近科學家對火山方面研究又有了新突破,第一次發現深埋地下650公裡的地幔層熔融狀態物質也能從地表噴發出來,其輸送巖漿管道竟長達650公裡,科學家表示這是第一次發現。比人類輸送石油管道還要長。
  • 什麼樣的女人能嫁入豪門?其一:「對男人足夠忍,對情敵足夠狠」
    我們現實生活中的富豪數量有限,他們的對於妻子的認知還是挺傳統的,哪怕是家族聯姻也能接受。若是有一個年輕有活力,顏值也頗高的女孩子出現,或許會做出為愛結婚的決定。也有人說,那郭晶晶呢?郭晶晶不是大美女,為什麼還能嫁入豪門呢?
  • 地球誕生之初就擁有足夠形成水的氫元素
    來源:科技日報隕石研究再次證明:地球誕生之初就擁有足夠形成水的氫元素科技日報北京8月31日電 (記者劉霞)地球上水的起源一直是未解之謎,此前有觀點認為,地球上的水由撞擊地球的彗星或小行星帶來。但法國科學家在最新一期美國《科學》雜誌上撰文稱,他們通過對隕石進行研究認為,地球上的水可能源於頑火輝石球粒隕石等物質釋放的氫。
  • 如果挖穿地球,跳下去的人會從另一端掉出來嗎?
    迄今為止,人類挖到地球最深的地方為庫頁島的一口油井,深度將近13公裡。但這個深度仍然只是地球的表皮,地心還要再向下深入6300多公裡。如果未來人類有能力挖穿地球,從地球的一端挖一個洞到另一端,那麼,人跳到這個洞中會怎樣呢?首先,這個人需要面對高溫問題。越深入地球內部,溫度越高。
  • 假如牛頓的壽命足夠長,他能建立相對論和量子力學嗎?
    如果將他同時代的其他科學家比作是星星,那麼牛頓就相當於天上的太陽,光芒能夠將繁星黯淡下去。就像蒲柏在那句詩中描寫的那樣:自然和自然的法則在黑夜中隱藏,上帝說,讓牛頓去吧,於是一切都被照亮。站在今天回望歷史,牛頓照亮的只能是他那個時代的黑夜,在牛頓之後物理學還有幾次重大理論的建立,其意義不亞於牛頓建立經典力學體系。如果牛頓的壽命足夠長,他能否提出相對論呢?
  • 太陽系有足夠的材料製造一顆戴森球嗎?
    確實,只要我們能源的利用率足夠高,未來肯定是美好的!1964年,俄羅斯物理學家尼古拉·卡爾達舍夫首次對文明進行分類,他的模型被稱為卡爾達舍夫量表,它根據文明能夠利用的能量水平,來衡量文明的技術進步程度。
  • 新研究:地球形成之初就擁有足夠氫元素產生水
    最新一期美國《科學》雜誌發表研究認為,地球上的水可能起源於頑火輝石球粒隕石等物質釋放的氫,表明地球形成之初就擁有足夠的形成水的基礎元素。  頑火輝石球粒隕石也被學術界稱為「E型球粒隕石」,被認為是原始太陽系星雲凝聚產生的物質。頑火輝石球粒隕石與地球上的巖石具有相似的同位素組成,因此科學家認為頑火輝石球粒隕石很可能參與了地球的形成。
  • 《科學》雜誌:地球形成之初就擁有足夠的形成水的基礎元素
    《科學》雜誌:地球形成之初就擁有足夠的形成水的基礎元素(Credit: L.最新一期美國《科學》雜誌發表研究認為,地球上的水可能起源於頑火輝石球粒隕石等物質釋放的氫,表明地球形成之初就擁有足夠的形成水的基礎元素。頑火輝石球粒隕石也被學術界稱為「E型球粒隕石」,被認為是原始太陽系星雲凝聚產生的物質。頑火輝石球粒隕石與地球上的巖石具有相似的同位素組成,因此科學家認為頑火輝石球粒隕石很可能參與了地球的形成。