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我校王成善院士团队在《Nature Geoscience》发表最新研究成果:珠穆朗玛峰何以成为世界第一高峰
发布:地球科学与资源学院 2024-10-03 阅读:83

9月30日,OB欧宝娱乐官方平台 (北京)地球科学与资源学院王成善院士团队在国际知名学术期刊《Nature Geoscience》在线发表创新性研究成果,题目为“Recent uplift of Chomolungma enhanced by river drainage piracy”(河流袭夺加剧了珠穆朗玛峰近期的隆升)。该研究由王成善院士团队与英国科学家合作完成,团队博士后韩续为第一作者,戴紧根教授为第二作者及通讯作者,王成善院士为主要合作者,英国合作者包括伦敦大学学院的Adam Smith博士和Matthew Fox研究员,我校为第一作者单位和通讯作者单位。

珠穆朗玛峰与科西河上游河谷

(图右上角为喜马拉雅山脉7500 m以上山峰高程排名与海拔关系图)

“珠穆朗玛峰”(简称珠峰)的名称最早见于1721年康熙帝下令编绘的《皇舆全览图》。1852年,珠穆朗玛峰被公认为世界第一高峰;1953年,人类首次被记录成功攀登这座高峰;2020年,中国科学家完成了它的最新测量——海拔8,848.86米。

每位登山家都想征服珠峰,地质学家们却想探寻更深层的奥秘,它为什么如此高?全球科学家多年的研究已经证实,印度板块与欧亚板块的碰撞是喜马拉雅山脉中一系列高峰形成的主要原因。然而,板块碰撞本身无法完全解释珠峰为何有如此异常的高度,它与世界第二高峰乔戈里峰的高度差接近250米,而乔戈里峰与第三高峰干城章嘉峰、第四高峰洛子峰之间的高度差却仅为几十米,这一显著的高度差表明,珠峰的进一步隆升可能受到了某种独特机制的影响。

为了阐释上述问题,王成善院士团队与国际合作者通过对该区多年的野外科学考察,发现珠峰地区存在独特的科西河(Kosi River)流域。该流域的上游河段朋曲位于青藏高原,呈东西走向,而下游河段阿润河则切穿喜马拉雅山脉,呈南北走向(图1a)。

对现代科西河水系的上下游河道特征对比研究表明(图1b),该河流处于不稳定状态,极有可能是古阿润河袭夺(指一条河流通过侵蚀“抢走”另一条河流的水流)古朋曲的结果。为此,研究团队根据野外考察的结果,结合水力侵蚀模型与非线性反演方法,重建了古阿润河袭夺古朋曲的过程。最佳模拟结果很好地拟合了现今的河道剖面(图2a和b),表明袭夺事件发生在距今约89,000年前。袭夺发生后,袭夺点下游的河流因上游流域面积与流量增加而开始快速下切,最高下切速率可达12 mm/yr(图3a)。这种下切不仅降低了河道的高程,还导致周围区域的岩石因均衡反弹而隆起。河流袭夺引发的均衡反弹可使珠峰的隆升速率增加0.2-0.5 mm/yr(图3b),使珠峰增加了15-50米的异常高度。这一过程