湯懋蒼 鐘海玲
作為地球上的最高峰,作為整個青藏高原運動變化的標志,珠穆朗瑪峰海拔高度的測量,無疑會有助于人類了解地球和保護地球。實際測量結(jié)果的變化看似只是一個微小的數(shù)值,但卻意義重大。為了說明這個問題,還需從高原隆升的原因說起。
現(xiàn)在比較流行的觀點是地核垂直環(huán)流的增強是造成地球表面“造山運動”和“造盆運動”同時增強的原因。地核環(huán)流的變化又受制于宇宙磁場與地球磁場之間的耦合作用(宇地磁耦合),當宇宙磁場與地球磁場極性方向相同時,磁力(Lorenz力)作用會使地核環(huán)流增強,地表面“造山運動”和“造盆運動”同時增強,使青藏高原隆升;當宇宙磁場與地球磁場方向相反時,地核環(huán)流減弱,“造山運動”停止,青藏高原以“夷平運動”為主,高度降低。為了從數(shù)學上描述青藏高原的高度變化,有人提出了如下的微分方程:
dh/dt=at-bh
式中h為高原(或珠峰)高度,t為時間,a為構(gòu)造抬升加速度,b稱為“夷平系數(shù)”。當a、b為不隨時間而變的常數(shù)時,便可得出青藏高原高度隨時間的變化曲線。
4千多萬年以來直至今日,地球跟著太陽系進入了銀河系的一個磁場為正極的旋臂中。從此以后,凡地球磁場為正極(與現(xiàn)代相同)時,“構(gòu)造抬升加速度”a>0,青藏高原就抬升;凡地球磁場反轉(zhuǎn)時, a=0,青藏高原就只?!耙钠竭^程”,高度降低。
4千多萬年來青藏高原經(jīng)歷了3次大的抬升過程,第一次約在4500萬年前,青藏高原剛開始形成之時;第二次約在2000萬年前,高原上升到2000米之后的高度,高原季風開始形成;第三次從78萬年前的布容正向期開始,到現(xiàn)代已抬升到約4500米(珠峰被抬升到8千多米)。這三次大抬升都是地磁正向期維持了70多萬年以上所致。高原高度變化也有時間尺度為數(shù)萬年的小波動,這是由于地磁極性倒轉(zhuǎn)的時間尺度也是數(shù)萬年而造成的。人們想要問的是:珠峰(或青藏高原)到什么時候才會停止升高轉(zhuǎn)而降低呢?最直接的回答是每隔10年左右測量一次珠峰高度,精度要求到厘米量級。這就是為什么要花費人力、物力和財力實際丈量珠峰的意義所在。
從現(xiàn)有知識可知,數(shù)十萬年后珠峰高度一定要降低。因為從地磁極性倒轉(zhuǎn)史的記錄可知,地磁極性的正向期極少,有超過100萬年者,目前的地磁正向期已經(jīng)維持了78萬年,所以頂多再過20多萬年,地磁極性應(yīng)該倒轉(zhuǎn)為“反向期”。這就意味著珠峰高度要降低。值得注意的是最近100年來地磁強度的“偶極分量”在減弱,非偶極分量明顯增強,于是有人擔心數(shù)千年后即將出現(xiàn)地磁極性倒轉(zhuǎn)。如果真是這樣,則地球系統(tǒng)的很多運動變化規(guī)律都將被破壞,這意味著全球性大災(zāi)難的降臨。對珠峰(及其他高山)高度的連續(xù)監(jiān)測,可提前為地磁極性的倒轉(zhuǎn)提供有用信息。如果珠峰高度持續(xù)降低,則可能意味著地磁極性倒轉(zhuǎn)即將來臨。
以上說的是千年到萬年的時間量級。在10年到百年的時間尺度上,珠峰測量也有其實際意義,它可以用來檢驗中國人提出的“宇地磁耦合假說”的正確性。前面提到的a、b兩個系數(shù)嚴格說來并不是常數(shù),在地磁強度較強的的年代a值較大,珠峰的上升速率應(yīng)較大,反之應(yīng)較小。如果實際監(jiān)測結(jié)果發(fā)現(xiàn)珠峰上升速率的年代際變化與地磁強度的年代際變化有較好的相關(guān),則將又一次證明“宇地磁耦合假說”的正確性。b的大小亦會隨年代而有變化,在“風和日麗”的年代,b值較小,在“風雨交加”的年代,b值則較大,使得珠峰被夷平的速率增加,高度降低。a、b兩個系數(shù)對珠峰的變化各有多大影響?這個問題,大概要經(jīng)歷100年測量10次左右以后才可能分辨出來。
【責任編輯】龐云