[圖文]科學家研究發現冰川能夠保護山脈免遭侵蝕













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——附近反復出現的冰川曾把自己包裹在南部的巴塔哥尼亞安第斯山脈的周圍,從而防止了這些山脈像它們北方的姐妹峰一樣慘遭被侵蝕的厄運。



周期性的冰川作用——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,這裡的山脈卻幸免於難: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StuartThomson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搜集岩石的樣本。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。這些激光加熱了解理面,釋放出了被磷灰石捕獲的氦同位素。通過校准這些同位素的比率,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采集的樣本相比,南部的岩層要一律古老得多。到底發生了什麼,他們在9月16日出版的《自然》雜志上報告說,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,以保證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JeanBraun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征,當然問題的關鍵在於量化這種關系。研究人員已經提供了『一個迄今為止最佳的證明,即這種聯系是真實且可以計量的』。
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