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珠穆朗玛峰究竟可以长到多高?

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发表于 4 小时前|来自:中国广东 | 显示全部楼层 |阅读模式

珠穆朗玛峰以每年 4 毫米左右的速度稳步增长,而侵蚀力会逐渐磨损它



珠穆朗玛峰巍峨矗立,高达8849米,是世界最高峰。但它会永远是世界第一吗?
奥罗拉·埃尔莫尔正飞往尼泊尔珠穆朗玛峰南坡大本营。但她没有选择传统的12天徒步路线,而是在冰封的山峰间翱翔,直升机旋翼在稀薄空气中呼呼作响。
那是2019年4月,她正在为在世界最高峰山坡上作业的一支科学家团队运送物资。她的奖赏是壮观的景象:当天晴空万里,整个喜马拉雅山脉一览无余。
在接下来的两个月里,她协助组织的探险队的研究人员将研究气候变化对喜马拉雅山脉这一区域的影响。作为地质学家,同时也是美国国家地理学会当时的高级项目司理,埃尔莫尔支持团队在珠穆朗玛峰侧翼安装了世界上最高的景象站。在探险过程中,她的同事们发现了世界上最高的微塑料污染证据,污染源为靠近峰顶的积雪和溪流中的水。
埃尔莫尔驾驶直升机滑翔至珠穆朗玛峰标志性的顶峰附近,从空中俯瞰着这一切。
在海拔5公里以上的珠穆朗玛峰大本营,一座由绿色和黄色帐篷组成的小城已经形成,每个帐篷都庇护着前去山顶的登山者。每年春天,成千上万的人蜂拥而至,试图登上世界之巅。
尽管很少有登山者会注意到,但在他们登山的这段时间里,珠穆朗玛峰已经悄悄长高了一点点。
珠穆朗玛峰与喜马拉雅山脉的其他山峰一样,每年都会向天空“伸展”几英寸。这引出了一个有趣的题目,假以时日,珠穆朗玛峰究竟能长多高?在我们的太阳系中,其他星球上的山脉远超地球上的山脉,那么地球上的山脉究竟能长到多大呢?

珠穆朗玛峰高凌驾 8,848 米,矗立在喜马拉雅山的其他巨人之上


根据中国和尼泊尔近来一次官方联合测量的效果,珠穆朗玛峰海拔高达8848.86米,而两国的边界线正跨越其顶峰。但这片土地上并非只有这一座高峰,世界上14座海拔凌驾8000米的山峰中,有10座位于喜马拉雅山脉。埃尔莫尔说,珠穆朗玛峰“并不孤单,如果你曾经飞过格陵兰岛或加拿大落基山脉,你会看到那里也有大山,但喜马拉雅山脉完全是另一个级别。”

被这么多其他巨大的山峰环绕,人们能否看出珠穆朗玛峰究竟有多雄伟?埃尔莫尔在回答前犹豫了一下,“这有点像在篮球队里找出最高的人,他们都很高,但究竟谁更高一点呢?”
测量世界最高峰的历史可以追溯到1852年。当时,查尔斯·狄更斯正在欧洲连载他的小说《荒凉山庄》;北美已经开始测试第一台蒸汽动力消防车;而在亚洲,珠穆朗玛峰的高度还是个谜,仅被称为“第15号峰”。印度数学家拉达纳特·西克达尔受雇于英国,参与其大三角测量工作。他们想获取这片占领领土的更正确的地理图景,以便更有用地控制,无论是出于贸易还是军事目的。
西克达尔利用三角学,从已知位置和高度的其他山顶测量了珠穆朗玛峰顶峰的水平角和垂直角。在此过程中,他做出了一个重大发现:这是有史以来记录到的最高的山峰,根据他的计算,这座山峰高达8839.8米。
尽管自19世纪50年代以来,测量山峰的技术已有所进步,但他的数据却惊人地正确,与最新的官方数据仅相差9米。尽管西克达尔得出了这一发现,但最终这座山峰还是以他之前的老板、英国测量员乔治·埃佛勒斯爵士的名字命名,而这位爵士在西克达尔发现这一究竟前几年就已经退休了。

攀登珠穆朗玛峰的主要路线现在已经变得云云受登山者的欢迎,以至于大概会排起长队


自那以来,各团队继续研究珠穆朗玛峰的高度。1954年,印度一项测量表现珠穆朗玛峰高达8848米,这一数据被尼泊尔政府接受。2020年,中国和尼泊尔团队共同认定了一个新的官方接受的高度,比印度测量的原始数据高出0.86米。
但我们也不能忽视,珠穆朗玛峰每年都会悄悄长高一点点。
曾经,珠穆朗玛峰那些崎岖的石灰岩山峰位于海底。科学家以为,这一切大约始于2亿年前(大约与侏罗纪恐龙开始出现的时期相同)当时,盘古超级大陆分裂成碎片。印度大陆最终挣脱束缚,在特提斯洋广袤的水域上向北漂流了1.5亿年,直到约4500万年前撞上了另一个大陆,我们现在所说的亚洲。
一个大陆撞击另一个大陆产生的巨大力量,使由海洋地壳构成的特提斯洋板块滑入欧亚板块下方。这就形成了所谓的俯冲带。随后,海洋板块越滑越深,进入地幔,同时刮下褶皱的石灰岩,直到印度板块和欧亚板块开始相互挤压。印度板块开始滑入亚洲板块下方,但由于印度板块比海洋板块更坚固,它并没有降落。地表开始隆起,将地壳和褶皱的石灰岩向上推挤。
于是,喜马拉雅山脉开始隆起。大约在1500万至1700万年前,珠穆朗玛峰的峰顶已达到约5000米,并且仍在继续升高。两块大陆板块之间的碰撞至今仍在进行。印度板块每年仍以5厘米的速度向北移动,导致珠穆朗玛峰每年增高约4毫米(尽管喜马拉雅山脉的其他部分每年上升约10毫米)。
但要理解珠穆朗玛峰的高度为何以及如何变化,远比这复杂。虽然板块构造将峰顶推向更高的天空,但侵蚀作用也在不断地蚕食它。
为了更好地理解这一过程,科学家们研究了距离珠穆朗玛峰约8700公里、位于阿拉斯加的另一座山。
威斯康星大学帕克赛德分校地球科学助理教授雷切尔·黑德利曾在2005年至2008年间参与了一项科学考察活动,前去位于美国和加拿大边境的圣伊莱亚斯山。此次考察旨在了解板块构造和侵蚀作用在山脉形成和缩减过程中复杂的作用机制。
作为加拿大和美国第二高峰,圣伊莱亚斯山与珠穆朗玛峰面临着同样的影响,包括板块活动和侵蚀作用,但其影响范围更小、更易管理。“在阿拉斯加地区,存在一种特殊的气候模式,促进了大型冰川的形成”,黑德利说,“然后冰川、河流、山体滑坡和雪崩等过程共同作用,导致冰川消融。”
黑德利在团队中的任务是了解流经圣伊莱亚斯山脉的休华德冰川的厚度及其移动速度。这两者都会影响侵蚀速率,从而影响山体高度被侵蚀的速度。她说:“如果冰川较薄且移动速度极快,我们知道它一定存在滑动,我们以为这对侵蚀至关重要”。“滑动”会造成冰川磨蚀,即冰川在移动过程中拖拽岩石碎屑划过地表,产生砂纸般的摩擦效果。
天气也会对山体造成明显的侵蚀。埃尔莫尔描述了她在2019年珠穆朗玛峰考察期间协助安装的一个景象站,该景象站被“风吹起的、像板球大小的岩石击中而受损”。长时间受到风中碎石和冰块的撞击,景象站也受到了不小的损害。

无论珠穆朗玛峰的官方高度是多少,珠穆朗玛峰都让大多数站在它阴影下的人感到敬畏


包括珠穆朗玛峰在内的世界上很多最高峰都常年被积雪覆盖,这有助于它们抵御这种风蚀。黑德利说,被柔软雪层覆盖的岩石比裸露的岩石受风化和侵蚀的程度要轻。积雪还保护岩石免受空气化学反应的影响,这种反应会逐渐降解构成珠穆朗玛峰上部大部分地区的石灰岩中的矿物质。但仍有一些地方的岩石袒露于自然环境中。
埃尔莫尔表示,对于高大的山脉,岩石的倾斜角度会非常大,以至于无法支撑冰雪,然后就会发生雪崩,暴露岩石。在珠穆朗玛峰及其周边地区,岩石坠落和山体滑坡一直是不断削减其高度的因素,河流也是云云。据估计,河流正以每年4至8毫米的速度在岩石上切割出峡谷。
河流抬升
珠穆朗玛峰每年约2毫米的抬升幅度高于仅由区域板块构造作用所能引起的抬升。根据2024年9月在《自然·地球科学》杂志上发表的一篇论文,其原因大概是附近的阿润河“吞并”了另一条河流,这发生在约8.9万年前,该论文使用计算机模型评估了河流网络大概发生的变化。
研究人员表示,这些变化导致阿润河的侵蚀作用加剧,形成了峡谷。地壳上承载的重量减少,进而使包括珠穆朗玛峰在内的周边景观反弹上升。
但侵蚀对山体高度产生简直切影响仍有待了解。2024年的一篇论文使用计算机模型评估了数千年前珠穆朗玛峰周边河流网络大概发生的变化,发现河流网络变化导致的侵蚀实际上大概加速了珠穆朗玛峰的抬升。一些科学家以为,通过减少山体的重量(即移除构成山体的雪、冰和岩石),板块构造作用大概会将这座现在更轻的山体进一步推向天空。
黑德利的同事特里·帕夫利斯是圣伊莱亚斯侵蚀构造项目的首席研究员,他表明说,在大规模上,“侵蚀侵蚀地表,反而使其隆起”。
在世界的一些地区,整个陆地板块仍在末了一次冰河期间结束后继续抬升,这种现象被称为冰川均衡调整。北美洲和北欧(包括苏格兰)的部分地区,在更新世期间,巨大的大陆冰盖反复扩张和消融,导致岩石地壳受到挤压,现在正在反弹。
根据德国波茨坦大学研究人员的一项研究,欧洲阿尔卑斯山90%的抬升都可以用这一出人意料的弹性反应来表明。专家们以为,在青藏高原和喜马拉雅山脉,随着冰河期间冰川的消退,大概也发生了类似的冰川均衡调整,每年为这些地区的抬升贡献了1至4毫米。帕夫利斯补充说道:“但景观侵蚀的速度和山峰能达到的高度之间存在某种均衡”。
这种均衡的具体细节仍在探索中。黑德利说,在像北美东北部的阿巴拉契亚山脉或苏格兰高地这样的地区,河流和山体滑坡等侵蚀力量正在不断将山脉切割得更低。“但在板块活动地区,板块构造力推动山脉上升的速度大概比侵蚀作用将其切割下来的速度更慢、更快或大抵相同。我们还没有完全理解这些系统中的所有驱动因素。”

珠穆朗玛峰的最新官方高度是在中国和尼泊尔对山顶进行勘测探险后达成的


那么,现在究竟是如何测量山峰高度的呢?最常用的仪器之一是全球导航卫星系统(GNSS),它通过卫星网络记录山峰的精确位置。据帕夫利斯(Pavlis)介绍,GNSS可以“将高度精确测量到毫米级”。对于像珠穆朗玛峰这样的山峰来说,挑战一直在于设备的重量。“到达顶峰已经够难了,更何况还要带上一个重达13公斤的仪器”,他说。
用直升机携带沉重的行李飞往顶峰是不大概的,珠穆朗玛峰顶峰的空气稀薄,发动机无法产生足够的动力,而且旋翼产生的阻力太大,无法安全操作。强烈的大风和崎岖的沟壑也使得在靠近顶峰的任何地方着陆都变得伤害。2005年,一名直升机飞行员曾在珠穆朗玛峰短暂着陆,创造了世界纪录,但这是在制造商将飞机上的所有非必要物品拆除以减轻重量后才实现的。
幸运的是,多年来,GNSS系统已经变得越来越小。现在,它们的重量大约为1.2公斤,“大约和一个午餐盒差不多大,甚至大概更小一点”,帕夫利斯说。但这些设备仍然需要电池供电,而电池在低温环境中大概无法正常工作。珠穆朗玛峰顶峰在夏季季风月的平均气温为舒适的零下19摄氏度。另有其他一些复杂情况。“有一个天线,直径大约半米。这些天线必须以某种方式设置,以确保它们绝对稳定”,帕夫利斯表明道。
为了获得毫米级的精确效果,仪器需要记录数小时的数据。在珠穆朗玛峰“死亡地带”的稀薄空气中,操作这些仪器对测量人员来说大概是伤害的。2019年,尼泊尔一支探险队前去珠穆朗玛峰进行GNSS测量,他们在凌晨3点到达,冒着漆黑和砭骨的严寒,在顶峰待了两个小时,这比大多数登顶者停顿的时间要长得多。
为了获得最正确的读数,除了GNSS外,另一种常用的方法是使用探地雷达(GPR)。“GPR利用雷达脉冲对地表以下进行成像,因此它可以告诉我们珠穆朗玛峰顶峰岩石上方积雪和冰的厚度以及内部结构”,埃尔莫尔说。“珠穆朗玛峰顶峰大约有4米厚的积雪和冰,但这个厚度大概会随着气候的变化而变化。”
从地球中心到其顶峰测量距离最远的山峰是厄瓜多尔的钦博拉索山,其高度为10920米。埃尔莫尔和她的团队在珠穆朗玛峰进行科学实验时,曾将一台GPR设备借给尼泊尔探险队,以便他们从顶峰进行测量。埃尔莫尔表示:“那必须是特定设计的GPR,既要超级轻便,可以大概带到珠穆朗玛峰顶峰,又要配备合适的发射器和接收器来测量冰层”。该设备近来在北美最高峰德纳利山(Denali)的顶峰使用过,所以他们知道它能胜任这项工作。
尽管面临很多障碍,尼泊尔测量珠穆朗玛峰高度的探险队还是取得了成功。他们原本希望回答这样一个题目:2015年4月尼泊尔发生的7.8级地震是否影响了珠穆朗玛峰的高度。初步陈诉表现,这场大地震使山峰向西南方向移动了3厘米,造成9000人死亡,数十万所房屋受损,但并未改变山峰的高度。
几个世纪以来,人们一直使用海平面作为计算山峰高度的基准。但地球并非完美的球体:它在赤道处隆起。而且,海平面并非静止稳定,它会受到地球引力的牵引和改变。此外,珠穆朗玛峰并非从海洋中矗立而出,而是矗立于群山之中。要确定海平面实际上会在哪里,以及珠穆朗玛峰相对于海平面的高度,需要进行很多复杂的计算。当出发点改变时,一切都会改变。

大约 4500 万年前,随着印度和欧亚大陆板块的碰撞,喜马拉雅山开始上升


但假设科学家们从地球核心开始测量。那么,珠穆朗玛峰将不再是地球上最高的山峰。从地球中心到其顶峰测量距离最远的山峰是厄瓜多尔的钦博拉索山,其高度为10920米。如果从海底开始测量呢?那么最高的山峰将是夏威夷的冒纳凯阿火山,它从海底拱起10000米。
放眼我们的地球之外,我们可以看到山脉究竟能变得多么巨大。火星上的奥林帕斯山是一座火山,高耸入云达21公里,绵延624公里。它的大小大约相当于美国亚利桑那州。由于火星上的重力比地球上弱,而且火星地表以下没有板块构造的漂移和碰撞,因此,在过去,火星火山喷发出的熔岩可以大概流淌并堆积成巨大的规模。
珠穆朗玛峰会变成类似的庞然大物吗?20世纪80年代,英国剑桥卡文迪许实验室的一名研究人员试图估计在地球上,考虑到重力和岩石基底强度的限制,山峰大概达到的最大高度。这些计算“并没有进行严厉的地球物理学假设”,它们估计,像珠穆朗玛峰这样以花岗岩为基底的山脉,在地球上的理论最大高度可达45公里。
但除了地球无情的气候之外,另有很多障碍大概会阻碍这一切,据赫德利说。她说:“首先,你最终会耗尽构造力,然后它就会停止生长”。科学家们以为,地球的地幔最终会冷却到一定程度,以至于全球范围内的板块构造运动将停止。在此之前,地震和山体滑坡也会侵蚀山峰。
“到了某个时候,山峰会变得非常陡峭,变得不稳定,开始有大块山体脱落”,埃尔莫尔说。
在风、雪、冰的不断侵袭、侵蚀和割裂下,珠穆朗玛峰不太大概达到火星上山峰的规模。“我们有自己的天气系统,而天气非常善于制造侵蚀力”,海德利说道。“基本来说,我们这里有水,无论是冰、雪还是雨,这才是真正限制山峰增长的原因。”
现在,珠穆朗玛峰仍在一点一点地向天空延伸,而其他力量则在试图将其摧毁。埃尔莫尔2019年的团队发现,全球变暖是另一种破坏力量,近几十年来,它导致山峰上部积雪和冰层大幅减少,更多裸露的岩石受到天气的侵蚀影响。
火星上的奥林帕斯山是座火山,高耸入云达21千米,且绵延624千米之宽。
珠穆朗玛峰也远非地球上增长最快的山峰。最接近珠峰,有望争夺榜首之位的大概是南迦帕尔巴特峰,这座山峰毗邻珠穆朗玛峰,位于巴基斯坦喜马拉雅山脉中,海拔8126米,正以每年7毫米的速度增长。如果不考虑侵蚀速度的变化,在241000年后,它大概会凌驾珠穆朗玛峰,成为地球上最高的山峰。
其他山峰,如瑞士阿尔卑斯山脉中的山峰,也由于侵蚀作用的不均衡而迅速增长。科学家发现,这里的隆起速度比任何侵蚀带来的负面影响都要快50多倍。但瑞士阿尔卑斯山脉中的山峰远低于珠穆朗玛峰,而且大多数研究表明,那里的山峰正以每年2至2.5毫米的速度增长。
与此同时,珠穆朗玛峰仍保持着其作为地球上极限山峰的魅力。作为地球上最高山峰的名声,继续吸引着来自世界各地的登山者,尽管它的高度仍在不断变化。
在一次视频通话中,我扣问了登山记者比利·比尔灵,她曾在2009年徒步攀登过珠穆朗玛峰,对她来说,山峰再高出一毫米、一米或一英里是否重要。她正在德国母亲家的沙发上苏息,准备三月前去尼泊尔迎接夏季登山季。“确切的高度并不重要”,她笑着回答我的题目,“重要的是它是最高峰,而你到达了最高的点。如果你某天过得不顺,或者有人对你不好,或者有人贬低你,你可以这样想,你知道吗?我爬过珠穆朗玛峰。”
对大多数登顶者来说,重要的是到达山顶的那一刻。


作者:哈丽雅特·康斯特布尔 来源:BBC新闻

来源:https://view.inews.qq.com/k/20241006A0244800
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