為什麼地球上的山脈不能持續長高?是誰限制了它們的生長?

2021-01-10 知新了了

你相信會有這樣的一個世界嗎?在那裡,山脈高聳穿雲,高高的山峰一直穿透了大氣層,而飛機只能在這樣的巖石迷宮中穿梭飛行。

也許,那個世界會存在於宇宙的某個遙遠的地方。但是在地球上,最高的山脈也就只有海拔8844米的珠穆朗瑪峰了。

巍峨的珠穆朗瑪峰

那麼,地球上的山脈還會繼續長高,直至穿透大氣層嗎?很遺憾,科學家告訴我們:這不可能。

那到底是什麼阻止了山脈的不斷生長呢?其實,有兩個主要因素限制了山脈的生長。

01 重力限制

第一個限制因素是重力。在地球上,許多山脈的形成是由於地球表層的運動,即眾所周知的板塊構造運動。這一理論將地殼描述為移動的、動態的,並隨著時間的推移分成大塊。當兩個板塊碰撞時,衝擊力會迫使材料從它們接觸的邊緣向上移動。這就是包括珠穆朗瑪峰在內的亞洲喜馬拉雅山山脈的形成過程。

喜馬拉雅山山脈的形成過程

科學家們解釋道,板塊不斷擠在一起,山脈也在不斷增長,直到「在重力的作用下已經很難完成這項工作」。直至某一時刻,山脈變得太過沉重了,它自身的質量阻止了由於這兩個板塊的擠壓而導致的向上增長。

但是,除了板塊構造運動以外,山脈也可以通過其他方式形成。例如,像夏威夷群島這樣的火山山,是由熔化的巖石噴發出地殼並開始堆積而形成的。但無論山脈是如何形成的,在地球上,它們最終都會變得過於沉重而屈服於重力。

換句簡單的話說,如果地球的引力更小,它的山脈就會更高。事實上,這確實發生在火星上,那裡的山脈比我們的星球要高得多。火星的奧林匹斯山是太陽系中已知的最高的火山,高達25000米,幾乎是珠穆朗瑪峰的三倍。

火星上的奧林匹斯山高達25000米

這種情況據美國宇航局稱,最有可能的原因是火星的重力低,噴發率高,造山熔巖流在火星上持續的時間比在地球上要長得多。更重要的是,火星的地殼並沒有像我們的地球那樣被分成板塊。在地球上,隨著板塊在熱點地區(地幔噴出熱柱的區域)上移動,新的火山形成了,現有的火山也滅絕了。地幔的活動將熔巖散布到更大的區域,形成了多個火山。在火星上,地殼沒有移動,所以熔巖只能堆積成一個單一的、更巨大的火山。

02 河流侵蝕

地球上山脈生長的第二個限制因素是:河流。起初,河流會使山脈顯得更高,它們在山體邊緣雕刻,侵蝕物質,在山腳附近形成深深的裂縫。科學家告訴我們,所有這些非常高、美麗、引人注目的山峰實際上都比高原本身稍低一些。最後,由於河流不斷侵蝕物質,它們的河道可能會變得非常陡峭。這可能引發山體滑坡,將物質從山上帶走,限制其生長。

河流會不斷侵蝕山脈

但是,河流侵蝕也不會一直影響山脈的生長。最近,一項新的研究指出,河流達到所謂的「陡峭閾值」之後,它們的侵蝕作用對山脈生長的影響就會受到一定的限制。

另外,水下的山脈同樣會受到重力和山體滑坡的限制,但它們可以比陸地上的山脈高得多。因為,高密度的水比空氣更能支撐它們抵抗重力影響,水還為這些山脈提供了側向支撐,使它們能夠更高。

夏威夷的莫納克亞火山島

珠穆朗瑪峰通常被認為是地球上最高的山峰,其實,「世界最高山」的頭銜還有其他競爭者。夏威夷的莫納克亞火山(Mauna Kea)是一座不活躍的火山,如果從它的底部(位於太平洋深處)算起,直到它的頂峰,它就是當之無愧的世界上最高的山。

莫納克亞火山有10210米高,比珠穆朗瑪峰略高。但是,莫納克亞火山的底部在海平面以下約6000米的海底,而它的最高點在海平面以上只有4205米。按照約定俗成的算法,從海平面上測量,珠穆朗瑪峰比莫納克亞山高出兩倍,是穩奪世界最高峰的殊榮。

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  • 珠穆朗瑪峰真的是地球上最高的山峰嗎?
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