最新科學研究發現:雨水能有效地將山脈拉升起來

2020-10-17 21:56:24 4293 views
摘要

現在,發表在《科學進展》雜誌上的研究精確地捕捉到了降雨的巨大侵蝕效應,展示了降雨如何在數百萬年內雕刻出山峰和山谷。


最新科學研究發現:雨水能有效地將山脈拉升起來

氣候和侵蝕能創造、塑造和破壞山脈

板塊構造學往往主導了人們對山體形成的普遍看法:在兩個板塊相接的地方,岩石被推上去。然而,地殼的巨大變化不能完全歸功於這個令人敬畏的過程。

澳大利亞阿德萊德大學的地質學家艾倫·柯林斯認為:"山脈的作用就像人類的肺一樣,它們是通過快速有效的侵蝕作用,將物質從深處轉移到地球表面的地方。"

這種物質的轉移取決於地表上正在進行的過程,這意味著氣候和侵蝕也能創造、塑造和破壞山脈。

由於對通過侵蝕去除岩石和通過抬升替換岩石之間的平衡理解不完善,氣候、構造和山脈究竟是如何相互作用的,一直存在爭議。

現在,發表在《科學進展》雜誌上的研究精確地捕捉到了降雨的巨大侵蝕效應,展示了降雨如何在數百萬年內雕刻出山峰和山谷。


最新科學研究發現:雨水能有效地將山脈拉升起來

喜馬拉雅山區的地形、水土流失和降水圖

主要研究人員,英國布里斯托爾大學的拜倫·亞當斯說:"雨水可以通過使河流的形式切入岩石,從而塑造山脈,這似乎很直觀。但雨水也可以快速侵蝕景觀,可以將岩石從地球上'吸'出來,有效地將山脈很快拉起來。"

通過清除地表的大量物質,水可以在地殼中形成壓力梯度,導致岩石 "流動",最終將山脈向上推。

確定哪個是這方面的計算模型需要複雜而艱苦的測量,但亞當斯和他的團隊已經接受了挑戰。

他們在喜馬拉雅山脈中部和東部的動態區域採集了一系列沙粒樣本,目的是為了找出河流侵蝕岩石的速度。

亞當斯解釋說:"當來自外太空的宇宙粒子到達地球時,它很可能會撞擊山坡上的沙粒,當這種情況發生時,每顆沙粒內的一些原子會轉變為一種稀有元素。通過計算一袋沙子中存在多少這種元素的原子,我們可以計算出沙子存在的時間,從而計算出景觀被侵蝕的速度。"

在從整個地區範圍內採集樣本後,該團隊測試了一系列計算模型,以找到一個能夠準確預測他們測量的侵蝕率的模型。這使得他們能夠第一次量化降雨如何影響崎嶇地形的侵蝕。

亞當斯認為這一發現是一個令人振奮的突破,因為 "它有力地支持了大氣和固體地球過程緊密相連,這可能對理解地球的歷史,甚至生命本身產生真正的影響。


最新科學研究發現:雨水能有效地將山脈拉升起來

陡峭度與侵蝕的關係及其預測能力

柯林斯也認為這項技術是一個重大進步。他說:"如果被證明普遍有效,這種方法可以用來量化元素是如何從地球深處轉移到地表系統的。生命需要營養物質,其中大部分,從構成DNA框架的磷到鉬或硒等必需元素,都來自於深地和山地帶的岩石侵蝕。如果我們更好地了解這種轉移是如何在這些山帶中促進的,我們就能更好地理解這種反饋是如何發生的,以及我們的地球是如何進化的。"

對於亞當斯和他的團隊來說,下一步就是要解決他們測量到的侵蝕速度是否足以推動岩石的 "地殼流動"問題。

亞當斯還在進行一個項目,利用這類研究來幫助預測氣候變化對山地景觀的影響。

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