【海洋之谜】科学家研究发现:冰川能够保护山脉免遭侵蚀

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在安第斯山脉南麓,研究人员发现了冰川也能够保护山脉的线索。(图片提供：Stuart Thomson)

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作为地质学上的“圆锯”，冰川可谓名声在外。它们能够碾碎山脉并深深地切割山谷。然而一项新的研究显示，冰川有时候也能够保护山脉。在过去的500万年中，位于今天火地岛——位于南美洲的最南端——附近反复出现的冰川曾把自己包裹在南部的巴塔哥尼亚安第斯山脉的周围，从而防止了这些山脉像它们北方的姐妹峰一样惨遭被侵蚀的厄运。
    周期性的冰川作用——这一过程一直持续到今天——曾肆虐于巴塔哥尼亚安第斯山脉。由数千年的降雪积聚而成的几千米厚的冰层坐落于岩层的顶部，而这些岩层正在被滑入南美洲板块下方的太平洋构造板块向上顶起。在这一地区较为温暖的区域——从南纬38度到49度，冰川“磨床”已经将山顶剃掉了1000米的高度，并使其斜坡变得平坦，同时使其表面变得光滑。但是再往南走，在南纬49度到56度之间，这里的山脉却幸免于难：它们的山顶要更高——一些接近4000米，同时山脊更加崎岖不平。
    为了找到问题的答案，由美国图森市亚利桑那大学地质学家Stuart Thomson率领的一个研究小组花费了数月的时间，沿着巴塔哥尼亚安第斯山脉的不同位置和海拔搜集岩石的样本。研究人员利用了一项名为热年代学的技术——他们向岩石中的磷灰石的解理面发射一束激光——测试了146个样本。这些激光加热了解理面，释放出了被磷灰石捕获的氦同位素。通过校准这些同位素的比率，研究人员便能够确定相关的岩石何时冷却到70摄氏度以下，并在第一时间捕获了氦。如果岩石越年轻，那么它一定越深地嵌入山体之中，因此也就有越多的山体被侵蚀。
基于这项分析，Thomson和同事断定，与在巴塔哥尼亚安第斯山脉北部岩层采集的样本相比，南部的岩层要一律古老得多。到底发生了什么，他们在9月16日出版的《自然》杂志上报告说，那就是沿着山脉的北部，温暖的气候足以在冰层下形成一个薄水层，从而提供了足够的润滑，以保证冰川在山峰和山坡上滑动和磨损。然而在更南端的地区，由于温度太低而无法形成水层。冰层依然保持冷冻的固体状态，它们会与岩石贴合在一起，从而保护后者避免风、水，以及冰层自身沿着山坡下滑所产生的磨损效应。Thomson表示，这是“气候对山体构造具有强烈影响”的一个令人信服的迹象。
& K# q) j& |5 `# |* R2 E5 k0 n    法国格勒诺布尔第一大学的地质学家Jean Braun指出，这是一篇“非常棒的论文”，它证明了“在这一领域中曾经非常难以证明的”一个概念。他解释说，侵蚀或者缺乏侵蚀能够改变山体构造的动力学特征，当然问题的关键在于量化这种关系。研究人员已经提供了“一个迄今为止最佳的证明，即这种联系是真实且可以计量的”。