西蒙·兰姆《对话》 信用:Shutterstock/Harvepino 你有没有想过为什么地球表面被分成两个不同的世界——海洋和大片土地？ 为什么土地和水没有更混合，形成湖泊的景观？为什么大多数陆地相对较低，接近海平面，使沿海地区容易受到海平面上升的影响？ 我们的新研究揭示了控制地球表面的基本力量
这些发现将有助于科学家计算由于全球变暖，海平面将如何对冰盖融化和海平面上升做出反应，并提供对地球历史上陆地面积变化的见解
岩石冰山 这项研究借鉴了一位鼓舞人心的早期地质学家的工作
1855年，英国皇家天文学家乔治·比德尔·艾里发表了可以说是地球科学中最重要的科学论文之一，阐述了控制地球表面高度的基本知识
艾里意识到地球的形状非常类似于一个旋转的流体球，由于旋转的力量而扭曲，因此它在赤道处略微凸出，在两极变平
他得出结论，地球内部一定是流体状的
库克山/奥拉基山的景色，海拔3724米，位于新西兰南岛的普卡基湖的顶部
这座山的下面是大约45公里厚的地壳
信用:Shutterstock/yong922760 他对矿井中重力的测量表明，地球内部深处的密度一定比浅层要大得多
艾里接着做出了科学思维的非凡飞跃
他提出，地球的外部，他称之为地壳，必须漂浮在底层的“流体”上
一个类比可能是漂浮在水中的冰山——要浮出水面，冰山必须有很深的冰根
艾里将同样的原理应用到地球上，他提出地壳也有类似冰山的根，并且表面海拔越高，这些根就越深，形成更厚的地壳
艾里的想法为大陆和海洋提供了一个基本解释
它们分别是地壳厚和薄的区域
喜马拉雅山脉或安第斯山脉等高山山脉的下面有更厚的地壳
信用:Shutterstock/Sergey Nivens 板块 20世纪60年代，板块构造的新理论引入了一个复杂因素
它增加了构造板块的概念，构造板块比更深的地幔(地壳下面的地质层)更冷、密度更大
在过去的20年里，地球物理学家终于绘制出了大陆地壳的精确图像
我们发现了一个令人惊讶的结果——除了地壳比海洋下面厚得多之外，大陆的平均海拔和下面地壳的厚度之间似乎没有什么关系
大部分陆地面积在海平面几百米以内，然而地壳厚度变化超过20千米
那么为什么我们看不到大陆下面地壳厚度的差异反映在上面的形状上呢？我们的研究表明，下面的厚构造板块起着锚的作用，即使浮力地壳想上升得更高，也能保持相对较低的高度
大陆是由海洋分隔的大片连续的陆地
与海洋相比，大陆下面的地壳要厚得多
作者:西蒙·兰姆 我们使用了最近根据地震波速度确定的构造板块厚度测量值
大陆板块的底部深达250公里，但大多数都在100公里到200公里之间
我们还根据重力的变化计算出不同层的密度
很明显，板块密集的根部能够以解释实际高度所需的方式拉低地球表面
行星力的平衡 欧洲和亚洲的平均海拔高度非常相似，都在海平面以上175米左右
在亚洲，地壳和构造板块都比欧洲大陆下面厚，但是额外厚度的重量平衡了厚地壳上升的趋势
但是为什么有那么多接近海平面的陆地呢？答案是侵蚀
随着地质时间的推移，主要河流侵蚀景观，将岩石碎片带到海里
这样，河流总是会把大陆降低到接近海平面的高度
艾里把地壳想象成一座岩石冰山，漂浮的树根支撑着表面
板块构造增加了密集的板块根部，起到锚的作用
作者:西蒙·兰姆 令人惊讶的是，大陆的平均高度对它们的平均地壳厚度不敏感，这与艾里的预测相反，艾里预测它们像岩石“冰山”一样漂浮在下面的地幔上
如果底层致密根的深层“锚”对板块的影响被移除，大陆就会像冰山原理所预测的那样，以地壳厚度和海拔之间的直线关系向上浮动
作者:西蒙·兰姆 南极洲太冷了，河流无法侵蚀景观
信用:Shutterstock/李慧晨 东南极洲是证明这一规则的例外
几亿年来，它一直靠近南极，气候太冷，大型河流无法严重侵蚀景观
地壳被“保护”免受侵蚀的力量，平均比所有其他南方大陆厚约5公里，但它有相似的板块厚度
巨大的东南极冰盖的重量正在推低下面的基岩
但是如果所有的冰都融化了，在接下来的10000年左右，东南极洲的表面会反弹回来，形成最高的大陆
当然，在我们目前的气候困境下，这并不令人感到安慰，因为世界上大部分人口生活在沿海地区
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