中科院地质地球所|一起爬山吗？来看看是什么决定了山脉的最终高度！( 二 )
喜马拉雅山脉的数据表明 ， 大量降水的山脉带在广泛冰期后所达到的高度是ELA的作用 ， 而不是岩石上升速率的作用 。 山地最高海拔和平均海拔随着纬度的增加和ELA的减低而降低 。 因而在一个构造活跃的冰川山脉中 ， 要想增加高峰海拔 ， 气候必须变暖或变干燥 。 
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珠穆朗玛峰如此之高很可能是因为它位于中纬度地区
同时 ， 有关喜马拉雅山脉的简单的物理论及数值模拟实验也都表明 ， 主动变形的碰撞山脉的内部动力学受气候侵蚀的影响 。 
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喜马拉雅地区受侵蚀作用驱动的变形过程
（Whipple,2009）
同样地 ， 在安第斯山脉的研究也证实大型山脉的上升和气候之间的因果关系不只是单向的（即山脉显著的上升会引发气候变化） ， 新生代气候变化也可能导致了安第斯山脉的上升 。 在南美洲中部 ， 受气候控制的沉积物短缺会导致高剪应力进而以支撑安第斯山脉的板块边界应力 ， 进而导致山脉高度的变化 。 
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秘鲁-智利地区由于风引起的相关海洋上升流
位于安第斯中部较高海拔的智利和秘鲁北部受大气和海洋环流的影响有着极端干旱的气候 ， 这种干旱气候大大减少或切断了向海沟提供的沉积物 ， 使板块界面失去了润滑作用 ， 这可能有助于将可用的板块驱动力集中在俯冲板块边界的相对受限部分 ， 将当地的剪应力提高到支撑山脉海拔到3公里以上所需的水平 。 
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位于安第斯山脉西麓的智利首都圣地亚哥
另一个关于侵蚀控制山峰高度的典型例子是“冰川锯”假说 。 该假说认为 ， 冰川山脉的高度受到平衡线海拔附近快速冰川侵蚀的限制 ， 使山峰保持在约为气候控制下雪线的高度 。 因此 ， 全球冰川山高度的差异 ， 应主要受气候变化的影响 ， 而不是受构造作用的影响 。 
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山脉最大海拔（Maximumelevation）和分层最大海拔（Hypsometric）与雪线高度（snowlinealtitude）具有很好的相关性（Egholmetal.,2009）
而近期发表在Nature上的论文（Dielforderetal.,2020）对分布在大纬度范围（~53°N-~40°S）、气候条件明显不同的10个汇聚板块边缘的山脉的高度与相关的构造力进行了分析对比 ， 对这一问题进行了进一步的探讨 。 
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研究的10个山脉的位置
首先 ， 他们使用了一个流变模型量化了大型逆冲断层的剪切力（Fs） ， 并通过对沿各断层段的剪切力积分计算获得最终的剪应力 。 而后 ， 他们使用分析力平衡模型计算了由流变模型推导出的Fs值可支撑的山体海拔 ， 并与已知的山脉的最大平均高程做对比 。 在所有研究的边缘横断面的不确定性范围内 ， 两个高程值是相似的且不可区分的 。 
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最大平均高程（MME）与构造支撑海拔（TSE）对比 。 两者之间的一致性表明 ， 所有这些山的高度大致符合力的平衡 。
该研究表明模型预测的高度与观测到的高度非常吻合 。 因此 ， 他们得出结论 ， 无论气候条件和侵蚀速度如何 ， 现今的山脉高度是由构造力决定的 。
但该观点也有其困境 。 构造力通过挤压和堆积地壳岩石来抬升山脉 。 为了跟上侵蚀 ， 它必须使地壳处于挤压破坏的边缘 。 根据人们普遍接受的关于脆性上地壳强度的观点 ， 压缩破坏要求水平应力远远高于垂直应力——然而Dielforde等人假设在山脉下面水平和垂直应力的强度是相同的（中性状态） 。 为了解决这个难题 ， 他们推测山区的地壳几乎没有强度 ， 因为它包含非常弱的断层 。 但如果地壳如此脆弱 ， 为什么山脉不崩塌 ， 为什么这些地区不成为新的板块边界?有证据表明 ， 地壳应力在某些俯冲带附近确实几乎是中性的 ， 但不清楚在高山之下是否通常是中性的 。 因此 ， 关于山峰高度的争论又牵连出了地壳强度的问题 。
可以看出 ， 气候与构造作用共同控制了山脉高度 ， 但哪一种起到主要控制作用 ， 仍然是以个悬而未决的问题 。 最终解决山脉高度的问题 ， 仍需要大量的观测和理论研究 。
//参考资料
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REFERENCE
https://en.wikipedia.org/wiki/Mountain
Brozovic,N.,Burbank,D.W.,&Meigs,A.(1997).ClimaticLimitsonLandscapeDevelopmentintheNorthwesternHimalaya.Science,276(5312),571-574.
Lamb,S.,&Davis,P.M.(2003).CenozoicclimatechangeasapossiblecausefortheriseoftheAndes.Nature,425(6960),792-797.
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