自然科普:地球山峰,為何不能突破一萬米?
來源:科普中國
發(fā)布時間:2023-09-04
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地球上最高的山峰就是喜馬拉雅山脈的主峰,即珠穆朗瑪峰,它的高度約為8844米。

珠穆朗瑪峰是現(xiàn)在地球上的最高山峰,那么在遙遠的未來,地球上是否有可能出現(xiàn)更高的山峰呢?這種可能性是存在的,但并不大,因為地球山峰是存在極限高度的。其實不僅地球山峰存在著極限高度,任何一顆星球上的山峰都存在著極限高度。是什么決定了一顆星球上山峰的極限高度呢?其實就是重力。山峰越高,山體的重量就越大,山體的底部所需要承受的壓力也就越大,當(dāng)壓力超過了山體所能承受的極值,山體就會崩塌。

所以一顆星球上的山峰能夠達到何種高度,完全取決于這顆星球的重力大小。

只要看一看太陽系中的其它星球就可以直觀地了解到這一點,比如地球的鄰居火星,它的重力約為地球的三分之一,所以火星上的山峰就要明顯比地球高很多,比如著名的奧林巴斯火山,它的高度就超過了21000米,接近珠穆朗瑪峰的三倍。山峰的極限高度取決于重力,那么地球上山峰的極限高度是多少呢?大約就是20000米。這個數(shù)字是怎么計算出來的呢?

關(guān)于山體極限高度的計算,有一個公式,即:山體極限高度=ML/mg。

在這個公式中,M代表星球的質(zhì)量,L代表星球的直徑,m是山體的質(zhì)量,g為重力加速度,根據(jù)這個公式計算得出,地球山體的極限高度約為地球直徑的0.0016倍,而地球的直徑為12742千米,所以山體的極限高度也就是20000米左右。既然地球山峰的極限高度是20000米,為什么現(xiàn)在地球上的最高峰只有8844米呢?決定山體高度極值的是重力,但除了重力之外,還有很多因素影響著山體的實際高度。

地球是一顆生機盎然的星球,也正是因為如此,在地球上存在著比較嚴重的侵蝕作用。

雷電冰雹、雨雪風(fēng)霜,這些自然現(xiàn)象都會給山體帶來侵蝕,當(dāng)然,這種侵蝕的速度是非常緩慢的,但地球有足夠的時間,它已經(jīng)存在著46億年,日積月累之下,再高的山峰都會被磨平,所以地球最高峰比理論極值矮了一萬多米,一點也不奇怪。侵蝕作用抑制了山峰的高度,這是有大量現(xiàn)實證據(jù)的,因為在世界范圍內(nèi)存在著很多典型的侵蝕山,比如位于新疆的火焰山就是其中的一個,從外表,我們能夠清晰地看出其飽受侵蝕的痕跡。

還有,依據(jù)重力所計算出來的山體極限高度并未考慮到組成山體的材料問題,很顯然,使用不同材料搭建的建筑物,其承壓能力是不盡相同的。

大自然并不是一個理想的環(huán)境,組成山體的材料實際上無法滿足理論極值所需的強度,就如我們所知,地球上的山峰全部是由石灰?guī)r、砂巖、碎石以及土壤所組成的,這些材料的強度遠遠無法承載20000米高的山峰,所以實際的山峰高度就要遠低于理論極值。

不僅地球如此,任何一顆星球都不是處于理想環(huán)境之中,所以實際上沒有一顆星球上的山峰真能夠達到理論極值。

比如火星上的高山最多也就在20000米左右,這與它的理論極限高度還相距甚遠。最后,地球是一顆板塊運動十分活躍的星球,滄海變桑田、桑田變滄海,都是十分平常的事情,沒有哪一座山峰能夠一直朝向隆起的方向運動,所以也就不可能通過日積月累將山峰推到極限高度。


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