沧海变高山,青藏高原还在生长,最新研究:“地幔风”成背后推手

人猿奇妙宇宙 2024-08-21 15:18:33

在两三亿年前,青藏高原并非像现在这样是连成一片的大块土地,而是由众多的小块构成。

直到今天,这种变化仍在持续,喜马拉雅山以每年0.5~1厘米的速度继续隆起,水平方向也向东扩展了300公里。是什么造就了当今的世界屋脊,接下来让我们探究青藏高原的形成之谜。

时空交错,沧海桑田

在地质历史的早期阶段,现在的青藏高原曾是一片广阔的海域,这个海域被称为特提斯海(Tethys Sea)。

大约在2.5亿年前,南半球的古冈瓦那大陆开始分裂,向北漂移,形成了今天的印度次大陆。大约在5000万年前,印度次大陆与欧亚大陆相撞。特提斯海被挤压抬升,距今300多万年的时候,喜马拉雅山区加快了抬升速度,在短短的300万年间就抬升了3000多米,最终形成了今天我们看到的喜马拉雅山脉和青藏高原。

青藏高原的原型是昆仑山小块体、可可西里-颜喀拉山小块体、羌塘-青南小块体、冈底斯山-念青唐古拉山小块体、喜马拉雅小块体,它们分别属于南半球和北半球大陆。

曾经的一片汪洋,摇身一变成了今天的世界屋脊,曾经的大海冲刷的痕迹在珠峰自然保护区随处可见,路边的海洋生物化石讲述着地球的时空交错,沧海桑田。

青藏高原持续生长谜团——“地幔风”

地球并非我们看到的那样“安静”,实际上地球深部无时无刻不存在强大物质流动。这好比我们看到沸腾的水,水底的热水不停上升,到水面后冷却再沉下去,这种冷热对流导致水的横向流动好似一股风。

地球也是一样,在地球内部存在明显的温度梯度和密度差异,地核附近温度极高,向外逐渐降低。这种温度差异导致了地幔内部物质的热膨胀和冷却收缩,从而产生了地幔的对流运动。

当地幔被添加到板块的生长边缘时,就会发生吸积和对流冷却。在板块的消耗边缘,物质热收缩变得致密,在俯冲过程中通常在海沟处因自身重量下沉。这种俯冲物质沉入地球内部,一些俯冲物质似乎到达了下地幔。

而地幔风则对上地幔造成巨大横向压强变化,并在青藏高原下方形成一个低压中心,压强变化驱动着青藏高原周围的上地幔从远到近的汇聚,进而形成地幔风。

中国科学院地质与地球物理所的科学家团队最新研究指出,地球深部存在这种“地幔风”的流速超过了上覆的印度板块的速度,从而对印度板块底部施加了一个向北的拖曳力,这种拖曳力非常巨大,足以影响板块的移动方向和速度。这种现象导致了青藏高原持续隆升,山脉变得更加高大。

这种变化还可能进一步阻挡了西南、东南季风,使之无法将云雨带至西北内陆,让塔里木盆地降水稀少。另一方面,青藏高原南麓地区(印度以及我国雅鲁藏布江地区),季风受到山脉的抬升作用,空气被迫上升,降雨量则极为丰沛。生态物种也会受到改变。

结语

总之,地幔内部的强大横向物质流动是地球内部热力学过程的一部分,这种流动对于维持地球的地热平衡、驱动板块构造运动以及塑造地球表面的地形特征至关重要。



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