珠峰還在長高

珠峰還在長高

文/陳韻涵輯

中國與英國學者研究發現,世界上最高「珠穆朗瑪峰」(Chomolungma,簡稱珠峰)的高度在過去8.9萬年來增加15公尺到50公尺之多,且因河流侵蝕底部的岩石和土壤,每年再把雪巴人稱作「聖母峰」(Everest)的山體往上推高,研究結果9月30日發表於《自然地球科學》(Nature Geoscience)期刊。

中國北京地質大學地球科學與資源學院官網聲明寫道,珠峰1852年被公認為世界第一高峰,中國科學家最近一次、2020年測量珠峰海拔高度為8848.86公尺。

距今約5千萬年前,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。

珠峰位於中國和尼泊爾邊境,阿潤河(Arun River,前譯阿倫河)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,而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,底部的岩石和土壤則是貨物,地殼則是提供浮力的海水。

當阿潤河流經珠峰時,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)。

中英研究團隊認為,印度板塊至今仍不斷移動,板塊構造是造山與山體隆升的主因,而科西河的均衡反彈則是珠峰持續隆升的要素。研究人員解釋,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。」

●新測量/河流襲奪 增加流量 珠峰隆升 高於預期

然而,最近的GPS測量結果顯示,珠峰每年隆升的高度約為2公釐,而非學者預期的1公釐。中國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,稱作「朋曲」(Bum Chu)的上游河段呈東西走向,下游河段「阿潤河」則以南北走向切穿喜馬拉雅山脈。研究團隊比對分析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,極可能是古代阿潤河襲奪(一條河流侵蝕搶走另一條河流的水)古代朋曲的結果。

研究團隊根據實地調查結果,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。這種下切不僅降低了河道的相對高度,還導致周圍區域的岩石因均衡反彈效應而隆起。福克斯說:「近年透過全球定位系統(GPS)儀器量測發現,珠峰每年隆升約2公釐,現在知道原因了。」

該研究作者、地質大學地質學教授戴緊根說:「我們的研究顯示,河流系統的突然改變會對地形造成深遠影響。珠峰隆升的主要動力仍是板塊碰撞,但我們的發現為此複雜謎團增添新線索。」

戴緊根透過電郵回覆美國《有線電視新聞網》(CNN)寫道,河流侵蝕岩石是長久以來被忽略的山脈形成機制。他說:「周圍的山峰因為地殼的彈性回彈而上升,就像地面景觀跳凌波舞(limbo,指舞者下腰穿過逐漸降低的橫桿),有些地方低,有些地方高。」

戴緊根表示,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、南極洲和美國橫跨4州的科羅拉多高原等地都有此情況。他說,河流和山脈通常會達到侵蝕與隆升相互制衡的平衡,但當河流突然改變方向,就會造成劇烈變化。

●看問題/不確定因素太多 回彈時間難計算

主要作者之一、博士後研究員韓續就時間演化對於地形影響的模擬結果顯示,河流襲奪顯著增加科西河下游的流量,截奪鄰近河水的「襲奪河(或稱搶水河)」在岩質地形的切割下變得更深,隨後的均衡反彈效應把珠峰及其周圍山峰推得更高,凸顯地球表面的動態特性。

中國學者指出,比起河流襲奪,侵蝕和隆起的過程漫長,且至今仍在珠峰、世界第4高的洛子峰(Lhotse)和第5高的馬卡魯峰(Makalu)發生。戴緊根表示,「計算回彈的確切時間非常困難,其中包括諸多不確定性因素,尤其是關於地殼回彈會持續多久。」

未參與前述研究的愛丁堡大學地球科學系地球表面動力學教授辛克萊(Hugh Sinclair)表示,河流切割的確切數量和時間尺度等,存在極大不確定性,但這研究表明珠峰海拔可能與河流息息相關,此見解令人振奮。

地殼碰撞的持續影響和後續彈回將珠峰推得更高,但極端天氣和冰川移動也逐漸磨損珠峰。戴緊根表示,珠峰已是全球象徵,且讓我們見證了地球的力量,「了解珠峰形成的過程,幫助我們掌握地球動態演化的全貌,也協助我們面對氣候和天氣模式變化時,預測指標性的地景未來可能如何演變」。

原文出自《好讀周報》792期