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瑞士阿尔卑斯山继续上升:来自宇宙射线的证据显示上升速度超过小泉欢子侵蚀速度

地球 2022-05-18 00:00:09

伯尔尼大学 由伯尔尼大学成员领导的一个国际团队首次展示了瑞士阿尔卑斯山继续上升

图中:艾格·明希和少女峰

信用:Pixabay 由伯尔尼大学成员领导的一个国际地质学家小组首次表明,瑞士阿尔卑斯山被抬升的速度快于因侵蚀而被降低的速度,因此变得更高

为此,研究人员借助在欧洲阿尔卑斯山350多条河流的沙子中测量的同位素,对阿尔卑斯山的侵蚀进行了量化

这些同位素是由宇宙射线形成的,并带有地球表面侵蚀的信息

阿尔卑斯山被侵蚀的速度有多快?侵蚀是否比地壳抬升更快,侵蚀是否依赖于降水?由伯尔尼大学成员领导的一个国际地质学家小组能够解决这些问题

研究人员能够说明侵蚀比隆起发生得更慢,尤其是在瑞士的阿尔卑斯山

他们还能够表明,侵蚀主要取决于地形的起伏和坡度,而降水和径流没有明显的影响

这项研究发表在《地球科学评论》杂志上

用宇宙射线测量阿尔卑斯山的表面侵蚀 当宇宙射线撞击地球表面时,构成石英矿物的氧原子会发生核反应

结果,形成了一种新的同位素,即铍-10 (10Be)

因为10Be只形成于地球最上面的表面,所以表面年龄可以用这种同位素来确定

如果石英颗粒中的10Be浓度很高,那么表面已经暴露在宇宙射线下相当长的时间,因此相对较旧

另一方面,如果石英中的10Be浓度低,则暴露时间短,表面更年轻

“这个原则也可以用来量化阿尔卑斯山几千年来的平均侵蚀率,”弗里茨·施吕纳格教授解释说,他和他的同事,博士一起发起了这项研究

伯尔尼大学地质科学研究所的罗曼·德洛内尔

山溪和河流收集从地表移除的物质,并将其作为沙子和鹅卵石运送到平原

由伯尔尼研究人员领导的欧洲小组分析了来自阿尔卑斯山地区350多条河流的石英颗粒中的10Be浓度

“有了这个策略,我们可以第一次描绘出整个欧洲阿尔卑斯山的侵蚀情况,并探索其驱动机制,”罗曼·德洛内尔说

阿尔卑斯山中部继续上升 侵蚀率显示出在阿尔卑斯山地区有很大的分布,在一千年内波动在400毫米左右

侵蚀速度最快的地区是瓦莱州,尤其是伊格拉本(伊勒巴赫盆地,靠近洛伊克),那里的侵蚀量约为

每千年7500毫米

侵蚀最慢的地区也在瑞士:瑞士东部图尔河周围的地貌每千年被侵蚀14毫米

“这种侵蚀速度非常低,几乎令人厌烦,”施卢纳格说

有趣的是,由地球内部的力引起的中阿尔卑斯山的平均隆起比侵蚀发生得更快

“这是一个很大的惊喜,因为到目前为止,我们一直认为隆起和侵蚀是平衡的,”弗里茨·施吕纳格说

在阿尔卑斯山中部,隆起和侵蚀之间的差异在一千年内高达800毫米

“这意味着中阿尔卑斯山仍在增长,而且增长速度惊人,”施卢纳格指出

在西阿尔卑斯山,侵蚀和隆起是平衡的;在东阿尔卑斯山,侵蚀发生得比隆起还要快

侵蚀取决于阿尔卑斯山景观的形状 由于他们的调查,研究小组还能够证明降水和径流对侵蚀没有可测量的影响,而坡度和地形起伏对侵蚀有可测量的影响

“然而,这不适用于非常陡峭的风景,”罗曼·德洛内尔说

那里的基岩如花岗岩和石灰岩大面积裸露,侵蚀比预期的要慢

“这是另一个惊喜,因为我们认为非常陡峭的地形会很快被侵蚀

我们还不完全知道为什么不是这样,因此需要进一步的研究,”罗曼·德洛内尔说

最后,研究表明,侵蚀的当前速度和机制可以追溯到冰川时期大冰块的影响,因为地形的当前形状是在最后一次大冰川期间形成的

“对我们来说,意识到阿尔卑斯山的景观形状主要可以通过大冰川期间大型冰川的雕刻和阿尔卑斯山的持续碰撞来解释,这是一个很大的惊喜,这反过来又对现代侵蚀产生了重大影响,”研究作者说

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