2020年4月30日,中國正式宣布將再次測量珠穆朗瑪峰,5月的某一天,地質(zhì)勘測隊員將攜帶專業(yè)的測量設備登頂珠峰,對包括珠峰海拔高度在內(nèi)的一系列數(shù)據(jù)進行測定。
消息經(jīng)媒體傳開,在互聯(lián)網(wǎng)上引發(fā)熱烈討論。同時我也發(fā)現(xiàn)有一些反對聲音,有人認為中國在時隔15年之后再次測量珠峰高程是“沒事找事”、“政治宣示”、“浪費公帑”甚至是“創(chuàng)造GDP”。
珠穆朗瑪峰遠眺
事實果真如此嗎?科學家測量珠峰僅僅是花費巨資搞“到此一游”?如果不是,那么它真正的意義究竟有哪些呢?
或許你不知道,我們這座全世界海拔高度最高的山峰,它幾千萬年前還在海底!
使勁跺幾腳,你會發(fā)現(xiàn)我們腳下的大地很堅硬,它似乎可以承受一切重壓。在我們所有的教科書中凡是涉及地球內(nèi)部解剖示意,地殼也都是厚厚的一層(就像下圖這樣)。其實這是錯誤的,因為對于地球來說,地殼甚至還不如茶葉蛋的蛋殼——它的厚度還不及同等比例雞蛋殼的1/5。由于地球中心是一顆巨大并且炙熱的鐵核,近5000℃的高溫把上方的地??拒?,而不均勻的加熱又使地幔產(chǎn)生緩慢對流,這樣一來,漂浮在地幔表面的地殼就會相互擠壓。你說對了,這就是地殼的板塊運動。
地下熱運動造成地殼板塊移動
印度最早不在赤道以北,而是在南半球。大約在1.3~1.25億年前,印度板塊從南極洲-澳大利亞板塊脫落,被下邊的軟流圈推著向北漂。當時的拉薩在哪里呢?它在南邊2000公里的地方,也就是大約在今天斯里蘭卡附近的海底下。
印度板塊向北運動的同時,它不斷地擠壓北邊的歐亞大陸板塊,由于兩個板塊巖石密度相近,所以它們之間互相推擠使得海底的地殼一點點上升,并逐漸露出海面成為陸地。
印度板塊的漂移過程
在大約5700萬年前,印度板塊與歐亞大陸板塊發(fā)生劇烈擠壓,迫使大陸板塊南部隆起并向北、東北方向移動,形成今天的青藏高原。青藏高原南緣的喜馬拉雅山脈以及珠穆朗瑪峰就是板塊頂推、褶皺、扭曲和抬升的結(jié)果。
板塊擠壓折疊形成高原和山脈
有朋友可能會問:老粥你說喜馬拉雅山是印度擠出來的,有證據(jù)嗎?
證據(jù)當然有。
首先我們來看看巖石。喜馬拉雅山脈大部分是由沉積巖和變質(zhì)巖組成,在珠穆朗瑪峰8600米以上的石灰?guī)r層中,地質(zhì)學家們發(fā)現(xiàn)了海百合、三葉蟲等遠古海洋生物的微觀碎片,很顯然這些生物不可能在陸地或陸地的河湖中生存,這表明珠峰的頂部原先就處在海平面以下。
T為三葉蟲、E為海百合殘片
在拉薩以北50公里處,科學家還發(fā)現(xiàn)了粉紅色的砂巖層,巖層中所含有的動植物化石表明這個地區(qū)在大約1.05億年前距離赤道很近,因為這些生物只能在赤道附近溫暖的海水里生存;在西藏南部的拉康組還發(fā)現(xiàn)了大量的菊石。正是印度板塊的推擠作用,才將拉薩從南方2000公里外的海底推到了北緯30度、海拔3650米的高原上。
青藏高原以北以及以東地區(qū)發(fā)現(xiàn)豐富的石油和天然氣儲存,說明這些區(qū)域在遠古時期也是處于海底的位置。
我國的青藏高原周邊以及臺灣省地震多發(fā)
到目前為止,圍繞在青藏高原及其周邊的地震活動依然在頻繁發(fā)生,表明歐亞大陸板塊持續(xù)受到擠壓,地下深處集聚的應力釋放以及巖層破碎造成的震動波傳遞到地面,是地震頻發(fā)的主要原因。
個人認為其中的一個原因就是地理分析。
大家知道,無論是從支持西南地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的角度還是其它國家戰(zhàn)略層面,我們都需要加速推進在西南區(qū)域的基礎(chǔ)設施建設。這包括建設包括川藏鐵路在內(nèi)的大量交通設施、橋梁、隧道、能源通道,以及水利發(fā)電設施。為了保障施工安全,以及確保在建成之后相當長時期內(nèi)不被地震破壞,我們需要掌握青藏高原以及周邊區(qū)域的地質(zhì)活動情況,從而制定科學應對策略。而包括珠穆朗瑪峰在內(nèi)的喜馬拉雅山脈海拔高程以及地理坐標位移情況則直接反映了地殼運動變化情況。
技術(shù)人員在拉林鐵路嘎拉山隧道里測量
根據(jù)之前的觀測和計算,科學家們認為由于受到印度板塊的持續(xù)施壓,目前喜馬拉雅山脈每年平均抬升2厘米,又因受到冰川的侵蝕,珠峰峰頂?shù)母叨让磕甏蠹s實際增加4毫米左右;與此同時,珠峰還在以每年3~6毫米的速度向北偏東方向移動。而另一些科學家則更加“激進”,他們認為珠峰的橫向運動速度達到每年2.7厘米,從地質(zhì)的角度看這是一個極快的速度,整個青藏高原每年增高5毫米,由此將帶來一系列嚴重的地質(zhì)災害。
事實究竟怎樣?我們不能光聽別人說,既然珠峰的峰頂在我們的邊境線上,我們就應該時常去對它進行測量。
通過事先測定的基準點來測量珠峰海拔高程
同時我們還要看到,測量珠峰是對我國科學技術(shù)水平的一次全面的驗證。
有朋友覺得不就是測量山的高度嘛,帶個手機放到山頂就知道GPS的海拔數(shù)據(jù)了,其實那個數(shù)據(jù)是不準確的。利用三角定位的方法測量高程是目前最通行的科學做法,但這中間涉及精確的測量和繁雜的計算,還需要考慮到重力參數(shù)、似大地水準面確定、精密水準測量等等一系列科學問題。關(guān)于如何才能準確地測出珠峰的高度,老粥將在隨后的文章中詳細為你介紹。
最后需要提到的是,2005年我們在測定珠峰高度時用的是傳統(tǒng)大地測量技術(shù)加美國的GPS衛(wèi)星定位,這次我們將使用自己的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感技術(shù)和航空重力技術(shù),測量設備實現(xiàn)全部國產(chǎn)化,因此這也是對我國現(xiàn)代化大地測量技術(shù)的一次綜合考驗。期待此次科學任務獲得圓滿成功。
巍峨的珠穆朗瑪峰
猜猜看,你認為15年來珠穆朗瑪峰到底長高了多少?