山脉作为地球上重要的地貌单位,占据了全球大约25%的陆地面积。在板块构造作用下,全球各地发育出规模不等的山脉。
它们不仅构成了世界地形的“骨骼”,还为人类创造了美丽的自然财富,它们以其雄浑多姿的身躯,向世人彰显着独特的魅力,令无数人神往。
说到山脉,不得不提享誉全球的喜马拉雅山脉。它位于青藏高原南缘,平均海拔高达6000米,是世界海拔最高的山脉,是大自然的杰作。喜马拉雅山脉西起克什米尔的南迦帕尔巴特峰(海拔8125米),东至雅鲁藏布江大拐弯处的南迦巴瓦峰(海拔7782米)。
该山脉发育大量世界级的山峰,其中海拔7000米以上的高峰有40座,8000米以上的高峰有10座(全世界8000米以上高峰仅14座),主峰为珠穆朗玛峰,根据我国2020年12月公布的最新海拔数据为8848.86米,为当之无愧的世界第一高峰。
山脉的形成离不开板块构造的运动。在板块俯冲—碰撞过程中,板块会发生强烈变形、挤压弯曲和褶皱叠置而形成一系列规模不等的山脉。大约在6500万年前,印度板块与欧亚板块发生陆陆碰撞,随后印度板块持续向欧亚板块下部向北俯冲,两大板块持续挤压使得地球浅部物质不断上升露出地表,最终在约1500万年前形成了如今的喜马拉雅山脉。
时至今日,印度板块仍在以每年5厘米的速度向北运动,这里的地震活动仍然非常强烈,这也是为什么作为山脉最高峰的珠穆朗玛峰的高度还有变化的主要原因。例如,有研究提出,2015年尼泊尔8.1级大地震后,珠峰的高度下降了2~3毫米。
珠穆朗玛峰到底能长多高?事实上,这是关于高原隆升与生长机制的关键科学问题,这个有趣而复杂的问题也是当前的地球科学研究前沿,全世界的地质学家在这些方面做了大量的工作。
控制山脉高度的因素很多,主要有构造作用力、气候控制的侵蚀作用以及地壳均衡作用。构造作用力作为地球内动力作用,通过板块间的俯冲—碰撞过程把地壳增厚,使得山脉开始抬升。
相比之下,气候控制的地表侵蚀作用比较专一,就是不停地移除高海拔地区的物质来限制山脉的高度。最后地壳均衡作用,它使山脉及其之下的岩石圈浮在软流圈之上,岩石圈的弯曲对山脉质量的增减产生反馈。
地质学家一致认为,山脉的高度是上述三个主要过程共同作用的结果。不过,由于不同的过程可能会不同步,所以会产生复杂的情况。
最新研究表明,喜马拉雅山脉是非常活跃的造山带,比起高原周缘较高的河流侵蚀速率来,板块间高的汇聚速率占了主导,显然构造作用成为了喜马拉雅山高度的主要因素。
但是,当山脉高度达到地壳强度能承受的最大海拔后,喜马拉雅山脉会以固定的高度不断变宽,而气候控制的侵蚀作用控制的不是山脉的高度,而是其宽度。
总之,构造作用、气候作用以及地壳均衡作用共同控制着山脉高度,这种变化的现象也展现着大自然的神奇风采。