冰川也能夠保護山脈(圖)

2010-09-23 17:48

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——附近反覆出現的冰川曾把南部的巴塔哥尼亞安第斯山脈包裹起來，從而防止了這些山脈象它們北方的姐妹峰一樣慘遭被侵蝕的厄運。

週期性的冰川作用——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，這裡的山脈卻倖免於難：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Stuart Thomson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蒐集岩石的樣本。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。這些激光加熱瞭解理面，釋放出了被磷灰石捕獲的氦同位素。通過校準這些同位素的比率，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採集的樣本相比，南部的岩層要一律古老得多。發生的情況是，他們在9月16日出版的《自然》雜誌上報告說，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讓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Jean Braun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徵，當然問題的關鍵在於量化這種關係。研究人員已經提供了「一個迄今為止最佳的證明，即這種聯繫是真實且可以計量的」。