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珠峰为什么每年都会以 4.2 厘米的速度向长春移动?

peteranta / CC0

星球研究所,一群国家地理控,专注于探索极致世界。文章首发同名公众号

想要了解珠峰为什么在向长春奔去,为什么又注定会放长春一只大鸽子,我们需要从珠峰的一生开始了解。

在世人眼中,珠穆朗玛峰似乎总是以一种永恒并且伟岸的形象出现。它高冷地站在这个星球的顶点,带给这个世界以崎岖的地形、庞大的冰川、极致的景观、变幻的气候和地震的风险[注]。只有很少的人考虑过,这样一个庞然大物从何而来,又将去向何处。

珠穆朗玛峰的一生,也因此常常不为人所知。

01.珠穆朗玛峰北坡 | 摄影师@何可

从物质变化的角度,山峰是具有生命的。从岩石的形成与消失,到海拔的升高与降低,它们的生命转化为这个世界最大的永恒:“变化”的永恒。而当我们把时间线拉得足够长时,即便是世界最高的珠穆朗玛峰,也在它的一生中,上演着一幕幕精彩的故事。

从一片海到一座山,从身负重压到重见天日,从历经磨砺再到触碰蓝天,我们每一个人,或许都可以从珠峰的“奋斗史”上,找到自己的影子。

是的,与其说这是山的一生,不如说这是你的一生。

02.珠峰南坡 | 图源@VCG

01、生于无形之间

珠峰的顶部,曾是一片远古的海洋。

在阳光晴好的日子里,当珠峰从云雾缭绕中显露出身姿时,人们可以看到珠峰的上部有一层黄色的岩石。

03.从山脚下的河滩远眺珠峰北坡 | 注意珠峰上部明显呈黄色的岩石层。图源@VCG

这是珠峰最具标志性的一层岩石,俗称黄带层。无论从哪个方向攀登珠峰的人,都可以在明媚的阳光下看到它。它分布在海拔 8200 米至 8600 米的高度。

在它的上方,从大约 8600 米至峰顶,岩石转变为灰色的石灰岩。在它的下方,从 8200 米向下延伸至大约 7050 米左右,岩石变成明显更黑的变质岩[1-2]。于是,以黄带层为标志,珠峰的 7000 米以上部分可以分成三层截然不同的岩石。

1960 年和 1975 年,中国珠峰科考队在登顶时沿途进行地质考察,将它们自上而下命名为“珠峰组”“黄带层”“北坳组”,并首次确认这三套地层最初都形成于古代海洋[1-2]。

04.珠峰的地层划分简图 | 黄带层(YB)上下,分别是基本未变质的珠峰组(QF),和明显变质的北坳组(此图中缩写 ES 并非“北坳组”对应英文单词的缩写,它是另一个内涵相同的英文名缩写)。底部的绒布组(RF)是更加古老的变质岩基底。图源@文献[3]

顶部的珠峰组,主要是一些灰色调的石灰岩。它们形成于距今大约 4.7-4.6 亿年前(奥陶纪早 - 中期),富含多种海洋生物化石[1-2]。在 2019 年国庆档电影《攀登者》中,由吴京饰演的方五洲在登顶珠峰后采集到一块三叶虫化石。虽然摄制组用错了三叶虫的品种,但这个镜头却并非空穴来风。

05.珠峰顶部挖出三叶虫化石的电影截图 | 影片中的三叶虫品种是王冠虫,产于奥陶纪(4.85-4.44 亿年)晚期至志留纪(4.44-4.19 亿年)的地层里。但珠峰顶部地层的年代更早,并不产出这类三叶虫。图源@电影《攀登者》截图(11 分 52 秒)

它们是古代温暖浅海的标配,是珠峰顶部曾为沧海的最有利证据,并且海水清澈,缺少来自陆地的泥砂,海底主要堆积石灰岩。如果找一个现代的例子,大概可以用澳大利亚东部的大堡礁,或者美国佛罗里达州外围的浅海进行类比。

明媚阳光,白色碳酸盐沙滩,海洋生物恣意繁衍,甚至还有点缀在蔚蓝之间的珊瑚礁,这是属于珠峰峰顶的碧海蓝天

06.澳大利亚东部沿海大堡礁景观 | 这可以在一定程度上代表珠峰顶部岩石(珠峰组)最初形成时的海洋环境。右侧深色区域是海水陡然变深所致。图源@VCG

峰顶之下,黄带层和北坳组的岩石,最初同样是形成于海洋的泥砂质沉积岩,但在恢弘的造山历史中,高温高压改变了它们的模样。如果说峰顶代表着清澈明艳的石灰岩浅海,那么“半山腰”的这两层,则代表着从泥砂质浅海向缺乏泥砂的石灰岩浅海过渡的环境[1, 4-6]。如果也找一个现代的例子,大西洋两岸的温带海域和中国东部至冲绳列岛的宽阔海域,或许可以代表它们最初形成时的海洋环境。海水尽管浑浊,但也生机勃勃。

07.典型的泥砂质海岸带 | 泥砂质含量高的海岸,说明附近有大河入海、海水浑浊、潮汐活动频繁等环境特征,通常不是形成石灰岩的理想场所。图源@VCG

一切伟大皆源自无形。纵然是伟大的珠穆朗玛峰,也由那些细小甚至无形的泥砂和碳酸钙微粒开始,一点一滴构建起自己的伟岸身躯。

这就像每一个人生故事的起点一般,唯有厚积才能薄发。无人知道,这里堆积的物质,将在亿万年后冲破云霄。也没有人能够预料,一个少年未来的人生将是什么样子。


02、漂泊中的成长

珠峰的成长,从一片海洋在南半球的漂泊开始。

在距今 4.8-4.4 亿年前(珠峰峰顶岩石形成的时代),这座日后的世界最高峰还是位于南半球的一片辽阔浅海,它紧邻着冈瓦纳古陆的边缘,几亿年后,那里将会分裂出印度板块[7-10]。

08.4.7 亿年前奥陶纪中早期的全球古地理复原图 | 图中红星附近浅海形成的沉积岩,组成了当代珠峰顶部岩石。在后来的时代里,这片海域会随着冈瓦纳大陆到处运动。这一版古地理复原图绘制时间较早,与其他学者的观点存在出入,仅作为一家之言参考。图源@Christopher Scotese[8],板块和海洋名称参考[9]

随着冈瓦纳古陆的缓慢移动,这片海域所处的纬度也在南半球一直变化。大概从距今 3 亿年前开始,冈瓦纳古陆的边缘开始分裂,一个名为“新特提斯洋”的新生海洋开始形成并迅速扩大,孕育珠峰的那一片海洋则继续着它的漂泊。

09.图注如下
2.88 亿年前二叠纪中早期的全球古地理复原图 | 图中红星附近浅海形成的沉积岩,组成了当代珠峰顶部岩石。在其北部,一片新的大洋:新特提斯洋正在诞生,由此引发的大规模海底沉降,为岩石堆积提供了空间。这一版古地理复原图绘制时间较早,与其他学者的观点存在出入,仅作为一家之言。图源@Christopher Scotese [8],板块和海洋名称参考[9]

到了距今约 1.2 亿年的白垩纪,印度板块已开始向北移动,带着这片漂泊已久的浅海一起开始北上,最快时的运动速度甚至介于每年 8.5-20 厘米[11-12],最快时或可达到当代印度板块北进速度的四倍。

10.图注如下
1.20 亿年前白垩纪早期的全球古地理复原图 | 图中红星附近浅海形成的沉积岩,组成了当代珠峰顶部岩石。印度板块启动了北上之旅,新特提斯洋的扩大将辛梅利亚地块向北推去,使古特提斯洋消亡。这一版古地理复原图绘制时间较早,与其他学者的观点存在出入,仅作为一家之言。图源@Christopher Scotese [8],板块和海洋名称参考[9]。
11.印度板块最后的快速漂移和碰撞| 印度板块最终与亚欧古板块碰撞,使喜马拉雅山拔地而起,结束了珠峰所在海域的漂泊。图源@Christopher Scotese [8],制图@星球研究所。

这是一段长达 4 亿年的漂泊,即便以地球 46 亿年的总年龄来衡量,也令人惊叹不已。相对稳定的构造背景,以及相对温和的海底沉降运动,让这片海洋有机会在 4 亿年的时间里不断积累物质。

12.图注如下
陆地拉分形成海洋示意图 | a.地下热物质上涌,地壳岩石隆起,形成密集断裂和火山;b.热物质继续上涌,迫使地壳向两侧裂开,地壳岩石沿断裂带塌陷形成裂谷,火山多发;c.继续拉张,地壳持续塌陷,周围海水灌入,形成浅海;d.拉张规模继续扩大,洋中脊和洋壳形成,新生海洋两侧的大陆架上,堆积厚厚的沉积物(浅黄色区域)。这一模型可以用来解释大西洋的形成,也可以解释印度板块边缘浅海沉积岩的堆积过程。图源@大不列颠百科全书

冈瓦纳古陆 / 印度古陆上的河流入海,将泥砂散布到这片海洋,缓缓堆积在海底,逐渐转变为砂岩和泥岩。

13.美国密西西比河三角洲 | 泥砂含量巨大的密西西比河汇入墨西哥湾,形成鸟足外观的三角洲,使它成为世界上最著名的三角洲之一。图源@VCG

当漂泊到温暖的赤道附近时,海水蒸发强烈,钙离子和碳酸根离子也逐渐富集,它们有的被海洋生物捕捉形成骨骼,有的自发从海水中凝结出来,最终都会变成碳酸钙的小颗粒,沉淀到海底,逐渐转变成石灰岩。

14.热带海域的珊瑚礁和珊瑚礁岛 | 珊瑚利用海水中溶解的碳酸钙制造骨骼,构建珊瑚礁;碳酸钙有时也可以直接沉淀在海底,这是石灰岩形成的两大途径。图源@VCG

漂泊不定的岁月里,最早形成的岩石,已随着岩石的层层累积被逐渐深埋。位于地下深处的岩石似乎永无出头之日。珠穆朗玛峰的一生,也走到了一个关键的节点。

但如今,那些古老的岩石却散布在从喜马拉雅山脉到雅鲁藏布大峡谷之间,南北宽度达到 160 千米的范围内,构成那里的高原面、丘陵和山头,甚至也构成了地球制高点的山顶

15.喜马拉雅山北部中新生海相地层分布 | 西藏南部海相沉积岩分布区也叫作“特提斯喜马拉雅(地层)带”,形成于从奥陶纪持续至古近纪的海洋里,珠峰顶部的岩石隶属于这一个区域。本图将雅鲁藏布缝合带中的蛇绿岩和海沟增生楔也算入广义的海相地层。制图@陈志浩,底图来自文献[13]

即将开始的一系列磨炼,不仅会让深埋地下的岩石重见天日,还能改变它们的形态。那片平稳沉积了 4 亿年的古老浅海,在结束漂泊以后,才会迎来真正天翻地覆的变化。

它们就像每个青年人总会遇到的人生考验一样,大自然的磨炼用最原始的力量实践着哲学家尼采的那句话:

那些杀不死你的,终将使你变得更强。


03、在磨炼中蜕变

“造山运动”这四个字的背后,是这颗星球上最原始的力量释放。

地球上的每一条造山带,几乎都经历过最凶残的磨炼,并且在磨炼中完成华丽蜕变,喜马拉雅山脉和珠峰也不例外。

巨型岩石块体的彼此挤压,会使岩石变形、断裂甚至堆叠起来,使水平距离剧烈缩短的同时,引起垂直海拔的剧烈升高,这便是造山运动。

16.岩石碰撞缩短时发生的变化| 在碰撞挤压地带,岩石通过变形(褶皱)、错断和堆叠的方式,将水平距离转变为垂直高度,也叫作逆冲断层带。图源@文献[14]

在喜马拉雅山及其南北两侧,古冈瓦纳 / 古印度边缘海的海底岩层如今已大为缩短,大约有 400-600 千米宽的水平岩石层,被转化成向上生长的群山[12]。

17.喜马拉雅山脉演化过程示意图 | 从 B 到 C,蓝色填充表示的残余浅海沉积岩发生变形、缩短和抬升,从低海拔处抬升至高海拔处。出处见图。

大约 4000 万年前[6],海水终于从两块陆地之间完全退出,陆地与陆地之间的直接较量就此开始。岩石彼此摩擦,产生的巨大能量转变为高温和高压,将岩石的质地变得面目全非,从沉积岩转变为变质岩。

在珠峰,到处都有高温高压留下的印记。不仅黄带层及其下方的岩石在造山运动中发生变质,就连黄带层以上的珠峰顶部,也有一些轻微的变质迹象。

18.喜马拉雅山脉地层剖面示意图 | STD、MCT、MBT 都是大型断裂带名称的缩写。其中,STD 是藏南拆离断层,前文提及的珠峰顶部两条断裂属于 STD。观察图中珠峰的结构,可见它由上部的“特提斯喜马拉雅沉积岩”和下部的变质岩组成。图源@文献[15]

而高温高压的考验还仅仅是第一步,因为一条山脉和一座山峰成长的过程里,除了会发生自内而外的变质,还会发生由表及里的摧残

首先是来自雨的风化摧残。来自印度洋的海风将暖湿气流不断吹向生长中的喜马拉雅山,水汽爬坡,遇冷成云,引发地形雨。疯狂的降水顺坡而下,不断冲刷掉年轻山脉的地表岩石,充当着大地的雕刻师,似乎在践行着“木秀于林风必摧之”这句话。

19.喜马拉雅南坡地形雨成因示意图 | 来自海洋的暖湿气流在爬坡时候冷凝成云,在山脉靠海一侧形成大量降水。图源@文献[16]

然后是来自冰的风化摧残。当海拔达到六七千米以上时,积雪变得难以消融,逐渐转变为冰,顺坡而下,制造出地表最强岩石粉碎机:冰川。所及之处,一切岩石都无法阻挡它的脚步,只有化为齑粉的命运。

20.珠峰脚下起源的冰川分布图| 珠峰脚下发育出四条大型冰川,分别是中国境内的绒布冰川、东绒布冰川、康雄冰川和尼泊尔境内的昆布冰川。它们是高效的岩石粉碎机。制图@陈志浩 / 星球科学评论

造山抬升与风化破坏是一对永恒的冤家。在长达 4000 万年的造山过程里,喜马拉雅山区岩石的最大抬升高度约有 20~25 千米[12, 17],构成珠峰的岩石也从不见天日的地底抬升至地上 8 千多米,被降雨和冰川等各种外力作用风化掉的岩石则有至少 12 千米。

只有疯狂的造山,才能将一块岩石抬升 2 万多米;

也只有疯狂的风化,才能将 1 万多米厚的岩石,在几千万年的时间里抹去,化作泥砂。

21.珠峰南坡景观和昆布冰川 | 图片中部偏左的黑色山峰为珠峰,右侧是洛子峰。来自印度洋的充沛水汽在南坡形成昆布冰川,成为疯狂侵蚀珠峰的力量之一。图源@VCG

隆升得越高,山体也被破坏的越厉害。那些能够留在高山之巅的岩石,如果不是特别坚固,就一定是特别幸运。

这像极了成年人的生活。

岁月的千钧之力伴随在你我左右,来自内心的藩篱或者外界的阻碍,也在不断磨炼着我们。生活这把大砍刀,最终会将每个人的枝蔓和外壳剥离得七零八落,将人性中最真实、最宝贵的品质揭露出来,这样才能成就每个人生命中的巅峰。

而珠穆朗玛峰的故事,还会继续谱写下去。


04、珠峰的终极命运

数千万年里,“珠峰”不断逐渐甩开岩层的覆盖,只在顶部保留下几百米厚的沉积岩和一千多米厚的浅变质岩,轻装上阵,直冲云霄。

时至今日,印度板块仍以每年3.5-5.0 厘米的速率向北运动[18],既推动着珠峰以每年4.2 厘米的速率向东北方向移动,也使珠峰以每年0.3 厘米的速率继续抬升。

但珠峰的终极命运是什么?它会无限长高下去吗?它真的会跑到长春吗?

22.珠峰正在向着长春方向运动| 可惜,珠峰注定会放长春人民一只大鸽子。图源@“央视新闻”新浪微博

可惜,长春市永远也等不到珠峰的到来。

在喜马拉雅山北边,是具有宽广纵深的中国内陆和亚欧大陆腹地,它们阻挡着珠峰向东北方向无限运动下去,并迫使喜马拉雅山的岩石物质转而拥有向西、向北、向东甚至向南的运动趋势,而原本驱使着珠峰前往长春的能量,则大部分都转变为中国西部地震的能量之源

23.印度陆块及中国陆地各区域的每年相对运动示意图 | 箭头长度表示运动速率的不同,图中可见印度陆块对中国陆地的运动态势具有显著影响。点击下方链接,了解地震与珠峰的关系。图源@文献[19]

中国的地震灾害为什么那么严重?

我们也无法预测印度板块的北进还会持续多久,只能以十分含糊的方式,暗示珠峰仍会向北边继续运动很长一段时间,至于它什么时候会基本停下来、最北会运动到哪里、最高时的高度会是多少,这还都是未知数。

但风化破坏的力量却不会停止。在当代,珠峰南面的喜马拉雅山南坡仍然保持着很高的风化速率,每年仍能损失 2~5mm 的地表岩石[20-21],如果把这个数字乘以一千万年,则可以损失 20-50 千米厚的岩石。

从长远来看,珠峰总有一天会变得面目全非,甚至消亡掉,就像那些早已消亡在地质历史中的高山一样。

24.美国东部阿巴拉契亚山脉里的特拉华峡谷 | 阿巴拉契亚山脉的历史可以追溯至古老的泛古陆中央山脉,距今有超过 3 亿年的历史,一度被风化为平地。现在的山脉是新生代以来轻微隆升的结果。图源@VCG

自然界里,没有什么东西是永恒的,即便雄伟如珠穆朗玛峰,它也会随着抬升力量的渐渐停滞而被风化殆尽。

珠峰脚下,绒布冰川、东绒布冰川、康雄冰川和昆布冰川将岩石源源不断地搬走碾碎,化作泥砂,最终汇入恒河,堆积在恒河平原、恒河三角洲和辽阔的印度洋。

25.起源于珠峰的主要河流分布图 | 珠峰脚下,4 条大型冰川融水汇聚成若干主要河流,它们均汇入恒河,从恒河三角洲入海。制图@陈志浩 / 星球科学评论

然而,一座高峰的消亡,却也酝酿着最伟大的创造

它们在原地发生风化,在山区留下薄薄的土壤,让森林或草地爬满山坡。

26.喜马拉雅山脉南麓尼泊尔境内的雪山和森林 | 岩石风化形成山区薄薄的土壤,孕育植被。图源@VCG

它们跌落河谷,被打磨成细小的泥砂,随着河流冲出山口,堆积在冲积平原和泛滥平原上,转变为肥厚的土壤层,被人们种满庄稼。

27.恒河两岸的水稻田 | 远山的岩石化作泥砂,堆积在大河周围的泛滥平原上,转化为滋养农业的肥沃土壤。某种意义上说,群山以这种方式滋养人类文明。图源@VCG

它们在河口堆积,转变为不断向海推进的三角洲,既充当着造陆的角色,也成为储存和聚集油气矿产的最佳场所。

28.恒河三角洲 | 珠峰发源的溪流最终汇入恒河,因此恒河三角洲里含有源于珠峰的泥砂。图源@ESA / 欧洲空间局

它们会变为大海里的泥砂或其他溶解物质,在一片宽缓的大陆架不断堆积,构建起海底岩石的厚重身躯。

一切又将重新开始,等待下一次板块碰撞,下一次剧烈抬升,下一次剧烈风化。直到亿万年的时光将它们重新塑造为一座巅峰,周而复始,生生不息。

29.直布罗陀海峡 | 直布罗陀海峡是连接大西洋与地中海的通道。地中海是一个正在关闭的古老海洋,它的前身是古老的新特提斯洋。当地中海完全关闭后,不仅直布罗陀两侧的陆地会彼此拼合,欧洲和非洲也会在剧烈的碰撞里,孕育出新的高峰。图源@VCG

那时,珠穆朗玛峰可能已经成为亚欧大陆腹地某个不起眼的山头,这个名字或许也早已随着人类这个物种一同消散,但它在地质演变史留下的蛛丝马迹,却能将珠峰的传奇永远吟唱。

那时,或许也会有一群智慧生物,试图寻找珠穆朗玛峰在地质历史中留下的种种线索,然后与那个时代的世界巅峰进行对比,提出一个常被津津乐道的问题:地球历史上都有过哪些最高的山峰。

(延伸阅读)

“屋脊”是东亚特有的结构吗?如果是“世界屋脊”的说法是“公认”的说法吗?

30.从世界之巅走向广袤人间 | 这就是珠穆朗玛峰一生的故事。图源@VCG

一座山峰终将消亡,但关于山峰的传奇却已经谱写在我们脚下的大地上。它会在平原、三角洲和海底堆积的泥砂中,久久传唱。

这不禁让人想起历史和未来,想起那些创下丰功伟绩的古人们。肉体终归腐坏消失,但世人将他们的事业久久传唱。

也让人回想起自己平凡的出身,想起自己多年漂泊在外的求学和成长之路,想起生活施加在自己身上的种种磨炼。一路走来,自己虽早不再是当初的那个懵懂少年,但真的会有人记得自己的传奇吗?

也许,这取决于你的奋斗将达到怎样的高度,又将使自己付出多大的代价。

这是珠穆朗玛峰一生的故事,一个生于无形之间、在漂泊中成长壮大、历经磨炼立于世界之巅、最终又将化为无形的不朽传奇。

也希望是你一生的故事,需要靠你自己谱写在未来的生命里。

| END |

全文完,感谢阅读


创作团队:

  • 策划撰稿@云舞空城
  • 视觉设计 | 陈随
  • 地图设计 | 陈志浩
  • 图片编辑 | 谢禹涵
  • 内容审校 | 黄超
  • 封面来源 | 摄影师@何可

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