冰川也能夠保護山脈(圖)
在安第斯山脈南麓, 研究人員發現了冰川也能夠保護山脈的線索。
作為地質學上的「圓鋸」,冰川可謂名聲在外。它們能夠碾碎山脈並深深地切割山谷。然而一項新的研究顯示,冰川有時候也能夠保護山脈。在過去的500萬年中,位於今天火地島——位於南美洲的最南端——附近反覆出現的冰川曾把南部的巴塔哥尼亞安第斯山脈包裹起來,從而防止了這些山脈象它們北方的姐妹峰一樣慘遭被侵蝕的厄運。
週期性的冰川作用——這一過程一直持續到今天——曾肆虐於巴塔哥尼亞安第斯山脈。由數千年的降雪積聚而成的幾千米厚的冰層坐落於岩層的頂部,而這些岩層正在被滑入南美洲板塊下方的太平洋構造板塊向上頂起。在這一地區較為溫暖的區域——從南緯38度到 49度,冰川「磨床」已經將山頂剃掉了1000米的高度,並使其斜坡變得平坦,同時使其表面變得光滑。但是再往南走,在南緯49度到56度之間,這裡的山脈卻倖免於難:它們的山頂要更高——一些接近4000米,同時山脊更加崎嶇不平。
為了找到問題的答案,由美國圖森市亞利桑那大學地質學家Stuart Thomson率領的一個研究小組花費了數月的時間,沿著巴塔哥尼亞安第斯山脈的不同位置和海拔蒐集岩石的樣本。研究人員利用了一項名為熱年代學的技術——他們向岩石中的磷灰石的解理面發射一束激光——測試了146個樣本。這些激光加熱瞭解理面,釋放出了被磷灰石捕獲的氦同位素。通過校準這些同位素的比率,研究人員便能夠確定相關的岩石何時冷卻到70攝氏度以下,並在第一時間捕獲了氦。如果岩石越年輕,那麼它一定越深地嵌入山體之中,因此也就有越多的山體被侵蝕。
基於這項分析,Thomson和同事斷定,與在巴塔哥尼亞安第斯山脈北部岩層採集的樣本相比,南部的岩層要一律古老得多。發生的情況是,他們在9月16日出版的《自然》雜誌上報告說,那就是沿著山脈的北部,溫暖的氣候足以在冰層下形成一個薄水層,從而提供了足夠的潤滑讓冰川在山峰和山坡上滑動和磨損。然而在更南端的地區,由於溫度太低而無法形成水層。冰層依然保持冷凍的固體狀態,它們會與岩石貼合在一起,從而保護後者避免風、水,以及冰層自身沿著山坡下滑所產生的磨損效應。Thomson表示,這是「氣候對山體構造具有強烈影響」的一個令人信服的跡象。
法國格勒諾布爾第一大學的地質學家Jean Braun指出,這是一篇「非常棒的論文」,它證明了「在這一領域中曾經非常難以證明的」一個概念。他解釋說,侵蝕或者缺乏侵蝕能夠改變山體構造的動力學特徵,當然問題的關鍵在於量化這種關係。研究人員已經提供了「一個迄今為止最佳的證明,即這種聯繫是真實且可以計量的」。
来源:神秘的地球
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