珠峰“長個(gè)”，河流“戰(zhàn)爭”功不可沒

在“世界屋脊”青藏高原，珠穆朗瑪峰（以下簡稱珠峰）這根“擎天柱”直逼蒼穹。這座海拔高度8849米的世界第一高峰比排名其后的喬戈里峰高出約250米，遠(yuǎn)超過其他相鄰高峰之間通常只有幾十米的高度差。不止如此，珠峰近期仍在以每年2毫米的速度長高，超過喜馬拉雅山脈長期的隆升速度。

珠峰緣何能以如此懸殊的身高差俯瞰世界，并不斷“躥個(gè)”？

公認(rèn)的主要成因是印度—?dú)W亞板塊之間長期的碰撞擠壓。不過，事實(shí)或許不止如此。中國科學(xué)院院士、中國地質(zhì)大學(xué)(北京)教授王成善及其團(tuán)隊(duì)教授戴緊根與英國合作者發(fā)現(xiàn)，珠峰雄偉的身高還與數(shù)萬年前一次河流“戰(zhàn)爭”有關(guān)。相關(guān)研究近日發(fā)表于《自然—地球科學(xué)》期刊。

珠穆朗瑪峰和阿潤河。圖片來自：戴緊根

野外考察帶來的新視角

王成善團(tuán)隊(duì)長期關(guān)注珠峰及其周圍水系的演化，2018年，戴緊根與英國倫敦大學(xué)學(xué)院地質(zhì)學(xué)博士Matthew Fox一起到珠峰地區(qū)考察，在對珠峰的雄姿感嘆之余，他們對珠峰北側(cè)的朋曲產(chǎn)生了濃厚興趣。

這是一條跨境河流，屬于科西河流域，在我國境內(nèi)稱為“朋曲”，在尼泊爾境內(nèi)稱為“阿潤河”?！捌淞飨蚴知?dú)特，先在喜馬拉雅北坡呈東西向流動，然后突然轉(zhuǎn)向南北，切過珠峰一帶的山脊?！闭撐耐ㄓ嵶髡叽骶o根向《中國科學(xué)報(bào)》介紹。

值得注意的是，朋曲流域還存在大量湖相沉積。具有豐富地質(zhì)學(xué)經(jīng)驗(yàn)的戴緊根一行據(jù)此判斷：這里可能發(fā)生過一些不平常的事件——河流襲奪。

通俗地說，河流襲奪就像兩條河流之間的“戰(zhàn)爭”：一條河流通過河床下切或侵蝕作用，切穿與其相鄰的另一條河流之間的分水嶺，從而“搶走”其部分河段及水流的現(xiàn)象。

朋曲流域的河流襲奪會對區(qū)域地貌演化產(chǎn)生哪些影響？河流快速下切是否會引起區(qū)域隆升？甚至是影響珠峰的高度？考察過程中，這些問題不斷縈繞在戴緊根的腦海中,他與合作者就此展開研究。

重建8.9萬年前“古河之戰(zhàn)”

朋曲流域歷史上究竟發(fā)生了怎樣的河流襲奪？基于實(shí)地考察獲得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，戴緊根與團(tuán)隊(duì)把相關(guān)研究搬進(jìn)了計(jì)算機(jī)，他們通過水力侵蝕模型與非線性反演方法，嘗試重建曾經(jīng)的河流襲奪過程。

如何才能準(zhǔn)確模擬河流襲奪過程？面對這個(gè)難題，研究團(tuán)隊(duì)先后比較了襲奪前后的河流剖面變化、估算了被帶走的物質(zhì)量、計(jì)算物質(zhì)移除引起的均衡反彈……最終重建了歷史上驚心動魄的“古河之戰(zhàn)”。

研究結(jié)果顯示：約8.9萬年前，下游的阿潤河襲奪了上游的朋曲，導(dǎo)致下游阿潤河流域快速下切，繼而引發(fā)區(qū)域均衡隆升。由于周圍山峰未受到河流直接侵蝕，它們獲得了凈隆升。

研究團(tuán)隊(duì)最終估算認(rèn)為，自河流襲奪發(fā)生以來，珠峰可能因此額外隆升了15至50米。“這很好地解釋了珠峰異常高海拔的部分原因，填補(bǔ)了單純依靠板塊運(yùn)動難以解釋的部分?！闭撐牡谝蛔髡唔n續(xù)說。

戴緊根表示，在這項(xiàng)研究中，實(shí)地考察和模型研究相輔相成。實(shí)地觀察為模型提供了真實(shí)約束，而模型則幫助解釋和預(yù)測實(shí)地觀察難以直接得出的長期變化。綜合運(yùn)用這兩種方法才能夠更全面地理解復(fù)雜的地質(zhì)過程。

為珠峰身高演化添“拼圖”

多位國際同行高度評價(jià)了這項(xiàng)研究，認(rèn)為它為理解珠峰的隆升機(jī)制提供了新的拼圖。挪威卑爾根大學(xué)的Ritske Huismans博士和Sebastian Wolf博士在該刊同期的研究速遞中指出，這項(xiàng)研究采用新穎且有效的方法量化河流侵蝕與地殼均衡之間的相互作用，觸及了更廣泛的主題，即山脈及其山峰在走向和高度上的差異性，對理解其他山脈的形成和演化也具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

戴緊根表示，結(jié)合地貌學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是這項(xiàng)研究的關(guān)鍵，它為未來的跨學(xué)科研究提供了新的思路和方法。同時(shí)，研究珠峰高度變化對理解地貌演化、預(yù)測未來變化以及評估氣候變化對高山區(qū)域的長期影響也具有重要意義?！疤貏e是考慮到朋曲河流系統(tǒng)尚未達(dá)到穩(wěn)態(tài)，這一過程可能仍在持續(xù)?！彼f。