板塊碰撞、河流襲奪,讓珠峰及周圍山峰的高度持續變動。圖/新華社
科學家模擬當年阿潤河襲奪狀況,發現最佳模擬結果與現今河道符合。
圖/取自中國大陸地質大學
【本報綜合外電報導】珠穆朗瑪峰(Chomolungma)是世界第一高峰,近期,中國大陸與英國學者研究發現,珠峰在過去8.9萬年來增加15公尺~50公尺之多,且因河流侵蝕底部的岩石、土壤,每年再把山體往上推高,結果9月30日發表於《自然地球科學》(Nature Geoscience)期刊。
距今約5000萬年前,印度板塊和歐亞板塊碰撞,形成青藏高原和喜馬拉雅山脈的岩石群峰,而珠峰比周圍其他山峰高出約250公尺;根據北京地質大學地球科學與資源學院官網資料,珠峰1852年被公認為世界第一高峰,大陸科學家最近一次、2020年測量珠峰海拔高度為8848.86公尺。
河流帶走土石 地殼變薄易延展
珠峰位於大陸和尼泊爾邊境,阿潤河(Arun River)從西藏流入尼泊爾,與孫科西河、德穆爾河匯流成科西河(Kosi River),再到印度跟恆河匯流;阿潤河流經的山脈陡峭,沖刷掉許多岩石和土壤。
英國廣播公司(BBC)報導,倫敦大學學院研究人員表示,珠峰75公里外的阿潤河陸地面積減少,導致珠峰每年上升2公釐。研究人員比喻,船隻卸貨後,船體變輕上浮;珠峰就是船,底部的岩石和土壤是貨物,地殼則是提供浮力的海水。
當阿潤河流經珠峰,地殼(即河床)會剝落物質,導致地殼下一層的地函(地殼底下的下一層)承受的力減少,變薄的地殼就可以延展、向上浮動,此效應稱作「均衡反彈」(isostatic rebound)。
研究團隊認為,板塊構造是造山與山體隆升的主因,科西河的均衡反彈則是珠峰持續隆升的要素;均衡反彈這股往上推力量,讓珠峰及其周圍的山峰在過去8.9萬年間,至少上升15公尺,最高可能達50公尺,研究共同作者福克斯(Matthew Fox)表示,「珠峰及其周圍山峰的高度正在增加,因為均衡反彈讓它們提升的速度,勝過於侵蝕導致它們磨損的速度。」
重建古代河道 與現代剖面相符
北京地質大學地球科學與資源學院王成善院士與國際學者合作多年的實地科學考察發現,科西河流域對珠峰高度的影響甚劇。
科西河流域的發源於青藏高原,上游河段稱作「朋曲」(Bum Chu),下游河段則是「阿潤河」;研究團隊比對現代科西河水系的上、下游河道特徵,發現該河流狀態不穩定,可能是古代阿潤河襲奪(一條河流搶走另一條河流的水)古代朋曲的結果。
團隊實地調查,並結合水力侵蝕模型與非線性反演(non-linear inversion)方法,重建古代阿潤河襲奪古代朋曲的過程;最佳模擬結果恰好符合當今的河道剖面,推算這兩條河流的襲奪事件,發生在距今約8.9萬年前。
河流襲奪發生後,襲奪點下游的河流,因上游流域面積與流量增加而快速下切,最高下切速率可達每年12公釐;下切除了降低河道相對高度,還導致周圍區域的岩石,因均衡反彈效應隆起。
研究作者、地質大學地質學教授戴緊根表示,河流侵蝕岩石是長久以來被忽略的山脈形成機制,不只喜馬拉雅山脈,河岸侵蝕與山巒隆升的關係已有廣泛紀錄,如阿爾卑斯山、南極洲與橫跨美國4州的科羅拉多高原等,都有此情況。