山脉的高度是由什么样的因素决定的?通过分析作用在构造板块边界附近山上的力,发现主要的控制因素是构造力而非气候驱动的侵蚀。 众所周知,山脉是在构造力的作用下形成的,但是山脉如何保持在今天的高度尚有争议。一个广为流传的观点是气候控制的侵蚀会限制其高度。在《自然》期刊的一篇论文中,德国亥姆霍茲地理研究中心的Dielforder等人提出了不同的观点。他们发现,至少对位于构造板块交汇处附近的山脉而言,在控制高度方面起主要作用的因素是构造力。 作者应用一个实际山地地形经过平滑、忽略了高峰和深谷后的模型来讨论山峰高度。使得这样的山峰高度得以保持的自然过程可以简化为三种类型(图1)。首先是对山脉构成侧向支撑的构造力。这种力既可以防止山脉在自身重量的作用下塌落,又可以抵抗重力的作用,将它们推得更高。第二是气候控制的侵蚀,它通过侵蚀高处的山体来限制山峰高度。第三是地壳均衡(isostasy),它使山脉像漂浮在水中的冰山那样漂浮在热而软的地幔物质之上。在这里的讨论中,我们可以忽略诸如因岩浆活动而引起的火山生长这样在局地尺度上发生的过程。 图1|控制板块交汇边界附近山峰高度的过程。三个主要过程控制着山峰的高度:对山脉形成侧向支撑的构造力——阻止山脉在自重作用下塌陷或构成与重力相反的推力;气候控制下的侵蚀;使山脉在热而软的地幔物质上漂浮的地壳均衡过程。对于俯冲带(一个构造板块俯冲到另一块之下形成断层的区域)附近的山脉,主要的构造力来自断层。通过假定在这样的山脉之下的水平应力和垂直应力相等,Dielforder等人估计了在几个位置可以被构造力支撑的山脉高度。估计的高度与观测到的高度十分相似,从而表明这些高度是受制于构造力而非侵蚀。在距离俯冲带较远的许多山脉是否同样如此,还有待观察。 图1|控制板块交汇边界附近山峰高度的过程。三个主要过程控制着山峰的高度:对山脉形成侧向支撑的构造力——阻止山脉在自重作用下塌陷或构成与重力相反的推力;气候控制下的侵蚀;使山脉在热而软的地幔物质上漂浮的地壳均衡过程。对于俯冲带(一个构造板块俯冲到另一块之下形成断层的区域)附近的山脉,主要的构造力来自断层。通过假定在这样的山脉之下的水平应力和垂直应力相等,Dielforder等人估计了在几个位置可以被构造力支撑的山脉高度。估计的高度与观测到的高度十分相似,从而表明这些高度是受制于构造力而非侵蚀。在距离俯冲带较远的许多山脉是否同样如此,还有待观察。

