为什么山峰的高度会受到限制?有人说:地球的山不会超过2万米?

地球上的山峰高度确实不会无限的生长,但是至于会不会超过两万米,并没有具体数值的限制,但我们可以肯定的是自然过程中地球很难形成海拔两万米的高山。这是为什么呢?

首先说下地球的结构

虽然我们生活在地球上,但是我们对脚下的地球却不是很了解,因为我们无法用直接的手段去探测地球的结构,例如:我们打个很深的钻孔,甚至打穿地球去研究其结构。这一点我们人类在上世纪也尝试过,不过只钻了12263米,这个距离就像是地球划破了一点皮。因为地球的半径平均有6371km。

不过虽然我们看不到地球内部的样子,但是我们可以通过地震学、重力学和高精度现代空间测地技术观测反演等进行研究。目前我们已经对地球结构建立了一个比较标准的模型。

我们将地球总体上分为外圈和内圈,外圈就是我们可以看见、可以直接测量研究的大气圈、水圈、生物圈和岩石圈;内圈主要通过地震波速在各个圈层中传播速度的不同,我们将其分为:地幔圈、外液态地核圈、内固态地核圈。

岩石圈就是我们常说的地壳,我们在地球上能看到的一些地质结构:山脉、山峰、高原、平原、丘陵、盆地、以及海洋盆地都是在地壳上形成的。而且我们还知道地壳厚度分布不均匀,整个地球的地壳平均厚底为17千米,平原和盆地的地壳厚度相对来说处于中间,高原(青藏高原)的地壳厚度最大,可以达到70公里,而海洋深处的地壳最薄的地方只有1.7公里。

再次强调下:地球地壳厚底分布不均匀!这一点很重要,后面会说到。

地球的地幔圈分为上地幔和下地幔,整个地幔的厚度在2800km以上,其中的物质呈熔融状态、甚至是液态,具有流动性。而且在上地幔的上层,也就是岩石圈和上地幔之间存在一个软流圈,从70公里延伸到了250公里左右,这里的温度达到了700℃到1300℃,是岩浆的主要来源。

这里只需要记住一点就行了:地壳是固态岩石圈,它漂浮在软流圈和地幔之上。

地球上的山是怎么形成的

地球上的山脉主要是由地质活动造成的,其中分为两个主要的造山运动:板块的运动碰撞和火山喷发岩浆堆积。

这两个过程其实都是地球内部能量释放的过程,上文我们说过,地球的岩石圈漂浮在软流层上,而地壳又分为六大板块,这些板块会随着软流层运动,当两个板块发生相对运动碰撞时,一个板块会向下俯冲将另外一个板块隆起形成山脉,喜马拉雅山脉是由印澳板块与欧亚大陆板块碰撞形成的。

火山喷发后由火山岩堆积起来的高山,这一点很好理解,在火星上拥有太阳系中最高的山:奥林匹斯山,由火山喷发形成的,高度达到了2.1万米。但是由于火星地核已经完全冷却,所以地质活动基本已经停止,不会再出现任何的造山运动了。其实一个活跃的星球,所有的地质运动的主要驱动力,都是来自核心的温度以及引力导致的重元素沉降的过程。

地球上山的高度受到了哪些限制

首先山体的高度受到了山体材料强度的限制,地球上的岩石包括花岗岩、玄武岩、辉长岩、砂岩。其中砂岩的抗压强度最大,如果一座山完全由砂岩构成的话,根据地球上的重力加速度9.8m/s?,?(砂岩密度)2300千克每立方米,代入h=P/?g,可以得出由砂岩构成的山体高度不会超过8900米,如果超过这个高度的话,整个山体底层的岩石就会受到极限压力,造成整个山体结构不稳定,虽然在造山运动过程中可以形成更高的山,但是经过漫长的岁月,整座山就会在重力的作用下慢慢的垮塌变小。

不过一座山的成分比较复杂,不可能由单一的岩石构成,而且山体多出现在高原地区,这也会增加山体的海拔高度,例如珠玛琅玛峰就坐落在海拔5200米的青藏高原上,而山体的高度只有三千多米。

所以说,一个星球上想要形成更高的山体,必须有足够小的引力,而且要有强度比较大的材料。这就是为什么火星比地球小,却可以拥有如此高的奥林匹斯山,主要是因为,火星上的引力比较小,同样的能量下火山喷发的高度就比地球上的高,所以奥林匹斯山可以在长时间的火山喷发中持续的堆积到如此高的高度。

在地球上就比较难以实现,在同样的能量下,由于引力比较大,火山喷发的高度和持久性都会受到限制。

除了以上的因素以外,影响山体高度还有一个特别重要的原因

树大根深,山高“根”深!树大招风,山大也招“风”!

上面的话也许你听说过吧,任何一座山都有山根,会一直延伸到软流层中,就跟树根一样。并不是直接堆在地壳上的一堆石头。上文也特别强调了,地球地壳的厚度不一样,地壳漂浮在软流层上。软流层的密度比地壳密度大。

例如:例如珠穆朗玛峰所在的位置地壳是地球上最厚的地方,而地球上最深的马里亚纳海沟是地壳最薄的地方。

但是青藏高原地壳和珠穆朗玛峰的质量加起来,要比马里亚纳海沟薄薄的地壳和海水的质量大得多,由于软流层是流体状态,所以珠穆朗玛峰下的地壳有非常大的一部分已经深入到了软流层中,就跟巨大的冰山一样,看似冰面上只有很小的一部分,但是大部分的冰山被埋在了水里。这就是所谓的地壳均衡补偿原理。也就是在补偿面以上,压力都是一样的。

即在大地水准面以下某一深度处常有相等的压力,大地水准面之上山脉(或海洋)的质量过剩(或不足)由大地水准面之下的质量不足(或过剩)来补偿。

上图中,上面的虚线称为大地水准面,C的位置地壳较厚,明显质量过剩,所以它深入地下就越多,而A处的地壳最薄,质量明显不不足,所以质量的缺失就由下层密度更大的物质来补偿,因此在上图最下面的虚线位置称为均衡补偿面,在这个位置上层的压力都是一样的。

所以,我们看到的所有山脉、山体其实只看见了一部分,更大的体积都隐藏在了地下,这也解释了为什么一座山的高度是有极限的,因为两个板块在碰撞形成山体的过程中,其中一个板块俯冲向下,穿透软流层甚至只地幔的深度是有限的,所以抬升的的山体高度也是有限的。一般来说,山根深度基本上是山高的5.6倍,这其实就是阿基米德的浮力原理。

以上就是一个星球上,身体高度受限的主要原因。