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为什么有些山脉是火山性的,而有些不是?

安第斯山脉和喜马拉雅山脉是地球上最大的两个山脉,但一个布满了火山,而另一个则没有。它们为什么不同?

作者:Erik Klemetti
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从国际空间站看到的喜马拉雅山脉和珠穆朗玛峰景象。图片来源:NASA。

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前几天我浏览地理版块时,有人提出了一个有趣的问题:为什么喜马拉雅山脉不是火山性的?它们是地球上最大的山脉,横跨数千英里,但却几乎找不到火山。这可能会让很多人感到奇怪,因为有些山脉布满了火山——例如安第斯山脉和喀斯喀特山脉。它们为什么不同?

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归根结底在于地球的构造板块相互作用的不同方式。有时,当它们碰撞时,你只会形成巨大的山脉;而另一些时候,你会得到山脉火山。

喜马拉雅山脉

喜马拉雅山脉非常巨大,横跨 1400 多英里。这个山脉拥有超过 25,000 英尺的众多山峰,令人惊叹,其中有 18 座山峰达到这个海拔高度。然而,这些山峰中没有一个是火山。取而代之的是,它们是由两个构造板块的碰撞形成的,这种碰撞已经持续了数千万年。

印度次大陆与欧亚大陆碰撞的示意图。图片来源:美国地质调查局。

美国地质调查局。

印度次大陆和欧亚大陆相互对峙。印度一直在稳步向北移动,当它撞击欧亚大陆时,事情变得复杂起来。这两个板块都是大陆板块,所以它们是由相对低密度的岩石(如花岗岩和砂岩)组成的。它们还厚达数十英里,所以当印度撞击欧亚大陆时,就像一辆汽车撞上了一堵巨大的墙。

这种持续的碰撞是推动山脉形成的原因。当构造能量将两个大陆挤压在一起时,它们的褶皱和堆叠导致地表抬升的速度快于风化和侵蚀作用将其带走的速度。因此,你看到了像珠穆朗玛峰和乔戈里峰这样高耸的山峰。

安第斯山脉

从航天飞机“奋进号”上看到的智利北部安第斯山脉景象。图片来源:NASA。

NASA。

与喜马拉雅山脉一样,安第斯山脉也是一条巨大的山脉链。安第斯山脉实际上是一条更长的链,沿着南美洲西海岸延伸 5,500 英里。山脉本身不如喜马拉雅山脉的峰顶高。最高的安第斯山脉是阿空加瓜山(顺便说一句,它不是火山),海拔约为 22,800 英尺,比珠穆朗玛峰低 7,000 多英尺。尽管如此,安第斯山脉仍有几十座山峰超过 20,000 英尺。

与喜马拉雅山脉不同,形成安第斯山脉的不是两个大陆的碰撞。相反,南美洲大陆正在与海洋构造板块相互作用,这些板块比大陆板块更致密,也更薄。这意味着当它们猛烈碰撞时,板块不会都发生褶皱,而是海洋板块直接被挤压到更厚、更不致密的大陆之下。仍然会发生应力,导致南美大陆发生一些褶皱并变厚,抬高地表,但这与喜马拉雅山脉的情况截然不同。

安第斯山脉的地质构造。图片来源:维基百科。

维基百科。

这种类型的碰撞导致海洋板块潜入地球炽热的地幔。现在,地幔并不是熔岩海,但它很热,只是不足以融化。然而,如果你往这些地幔岩石中加入一些水,它们的熔点就会降低,就像水加入盐后在较低温度下融化一样

海洋板块,带着所有的海洋沉积物和改变的玄武岩,富含水分。因此,当它下沉并受热时,会将水分释放到安第斯山脉下方的地幔中,突然之间就产生了岩浆。这些岩浆上升,形成了从哥伦比亚到火地岛的数千座火山,这些火山遍布安第斯山脉。

构造引擎

我们将喜马拉雅山脉的构造相互作用方式称为大陆碰撞,这个名字非常直观。由于没有一个板块被送回地幔来提供水分,因此几乎不会形成岩浆,也就没有火山。

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安第斯山脉是我们称之为俯冲带的地方,这个名字不太直观。但是,你可以尝试记住,潜水艇会潜入水中,就像海洋板块会潜入大陆之下一样。由于释放出来的所有水分,会发生熔融,从而形成火山。

这两个边界都是汇聚型的,因为板块正在相互移动,因此除了形成山脉之外,安第斯山脉和喜马拉雅山脉也是地震的焦点。有趣的是,尽管你可能认为两个大陆的碰撞会引发更大的地震,但俯冲带却保持着已知最大地震的记录

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现在,仍然有其他形成山脉的方式,但至少就当今地球上最大的山脉链而言,是板块的碰撞创造了它们。然而,并非所有的碰撞都相同,这导致了巨大而非火山性的喜马拉雅山脉,以及规模较小但火山活动剧烈的安第斯山脉。

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