
除了南极和北极之外,从地形起伏的角度看,地球上有两个海拔极点。一个是最深极,位于太平洋西侧马里亚纳海沟中的挑战者深渊,它的水深超过11000米;另一个是最高极,位于青藏高原的珠穆朗玛峰,海拔8848.86米。二者海拔差距几乎达到2万米,是什么神秘的力量导致了如此巨大的地表起伏呢?
挑战者深渊是地球上最深的地方,深度超过11000米。其形成与地球的板块运动密切相关。在这个区域,太平洋板块和菲律宾海板块相遇,太平洋板块向地下弯曲,最终形成了这个深邃的海沟。尽管如此,这里依然有丰富的生命,因此成为许多科学家和探险家研究、探索的热点。
珠穆朗玛峰是地球上最高的山峰,位于喜马拉雅山脉的中段。它的形成也与地壳运动有关。大约6000万年前,印度板块与欧亚板块碰撞,形成了喜马拉雅山脉。随着时间的推移,这些山脉不断上升,最终形成了如今的珠穆朗玛峰。因为地质活动仍在持续,珠穆朗玛峰的高度还在变化着。
要理解为什么海底的太平洋板块会向下弯曲,为什么印度板块与欧亚板块会碰撞,我们必须深入探索这些现象的根本原因。
地球的岩石圈像一块漂浮在软流圈上的木板。海洋中称为洋中脊的地方,深部的高温岩浆不断向上补给,形成了大洋岩石圈。洋中脊的岩浆温度高、密度低,而离洋中脊越远,岩石圈就会逐渐冷却,密度也会增加。想象一下,漂浮在海水中的木板在靠近洋中脊时是轻的,但远离洋中脊后变得重。当木板的密度大于海水的密度时,它就会慢慢向下沉入水中。即岩石圈逐步向下弯曲,俯冲进入软流圈中。这就解释了马里亚纳海沟是如何形成的。
再宽广的大洋,总有个岸边,即陆地。我们生活的大陆岩石圈,因为岩石组成与大洋岩石圈不同,其密度始终低于软流圈。当洋中脊停止活动很久后,大洋岩石圈的密度都会高于软流圈密度,所有的大洋岩石圈都会逐步沉入软流圈。与沉入软流圈相连的大陆岩石圈,也会被大洋岩石圈向下拖动,最终导致大洋两侧的大陆相遇、碰撞、隆升,形成高原、高山。这就是青藏高原、喜马拉雅山脉和珠穆朗玛峰形成的原因。
如果太平洋完全俯冲,那么亚洲和美洲将会相遇,中国和美国将成为邻居。这就是板块构造的分久必合。
板块运动利用其鬼斧神工打造崇山峻岭壮美景观的同时,还带来了其他现象,比如地震。地球上主要的地震就发生在青藏高原这样的大陆碰撞带和马里纳亚这样的俯冲带上。两块板块相互挤压时,地壳会在它们的边界处积累应力。一旦摩擦力不足以阻止这些应力,就会从最薄弱的地方发生错动,释放出巨大的能量,这就是地震的来源。
发生地震的地方,由于应力和热液活动的影响,往往会形成金属矿床。比如中国最大的金矿南山金矿就位于鲁中断裂带上,这里正是华北地块和扬子地块的拼合带。此外,构造活动还形成了沉积盆地,这些地方往往蕴藏着丰富的石油和天然气资源。
但是,如果板块运动彻底停止,随着风吹雨打、河流侵蚀的持续进行,高山将逐渐被削平,沟谷会被填满。最终,地球将变得一马平川、完全被海水覆盖,变成一个“水球”。总之,板块运动是地球内部能量活动的表现,地球因为它持续演绎沧海桑田的变迁。
[本文为2024年地球科学科普作品大赛三等奖作品,略有删减。白永良 李明 白嘉淇 中国石油大学(华东)]