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青藏高原移动之谜

 草庐经略 2014-12-28
 

 
                                             青藏高原移动之谜


    青藏高原一直是一个神秘的地方。如今,在GPS卫星定位系统的帮助下,科学家惊奇地发现这个世界最年轻的高原竟然以每年7—30毫米的速度整体向北和向东方向移动。

                        飞机上俯视青藏高原
 

  尽管这种推移变化量很小,仅仅属于毫米级,但是在几百万年的地质年代,这个移动量是很可观的。那么,人们是如何观测到这种移动的,又是什么原因造成这种移动,它会给地球和人们的生活带来什么样的影响?

  青藏高原位于我国西南边陲,亚欧大陆的中南部,南起喜马拉雅山,北抵西昆仑-阿尔金-祁连山,东自横断山脉,西连帕米尔,面积达250多万平方公里。它平均海拔在4000米以上,享有世界屋脊和地球之巅的美誉,常被科学家们与南极、北极相提并论,称作地球的第三极。

  青藏高原无论是地理位置上,还是在地球科学的重要性上都具有极为特殊的意义。由于它位于地质历史上古地中海大洋岩石圈消亡地带,是研究洋-陆转换、陆-陆碰撞、造山过程、全球变化和全球大陆动力学等一系列重大理论问题、建立地球科学新理论、新模式的关键地区,故而也被喻为“打开地球动力学大门的金钥匙”。


                  GPS卫星定位系统对科学家的研究帮了大忙

 

  对青藏高原的监测吸引了许多国家的科学家。

  监测活动的参与者之一、中国地震局地震研究所谭凯博士告诉记者,青藏高原在中国其地壳活动幅度相对比较大,而且这个高原地区的隆升、漂移活动是比较激烈的。地震活动也比较多。这种现象在中国其他地区或者其他高原是少见的。

  从八十年代起,各国地球科学工作者争先来青藏高原作考察研究,法国、英国、美国、日本、意大利、瑞士、德国、加拿大、澳大利亚等各国学者纷纷与我国科学家合作,对青藏高原进行考察研究,已成为地球科学新理论国际竞争的交点地区。

  尽管各个国家都争先恐后地对青藏高原进行实地研究,但中国在卫星监测青藏高原的地壳活动方面却走在世界的前面。事实上从1991年起,中国地震局地震研究所GPS研究室开始利用GPS全球卫星定位系统对青藏高原地区进行监测。从1991年至今,中国地震局地震研究所GPS研究室组织了50多次青藏高原GPS观测,在高原及其周边地区设置了340个观测点,全国共设置了1056个GPS观测点。研究者是如何观察到青藏高原向北和向东方向移动的?

  那么,青藏高原是以怎样的速度向哪些方向移动?谭凯说,根据他们最新研究,青藏高原南部的拉萨地块以每年约30毫米的速率向北东38度推移;中部的昆仑地块以每年平均速率21毫米的速度向北东61度推移;再向北到祁连山地块,以每年7-14毫米的速率向北东约80度推移。也就是说青藏高原整体正以每年7-30毫米的速度向北和向东方向移动。

  谈到监测方法,谭凯说,他们采用全球卫星定位系统对中国大陆地壳运动进行了长期监测,从中获得了在国际地球科学领域内最为丰富的青藏高原GPS数据;并使用独自研制的高精度GPS数据处理软件,获得了中国大陆现今最为精细的地壳运动图像。

  具体方法是,首先利用诸多卫星进行定点的测量,再通过仪器进行接收;之后对信号进行数据处理,再把结果与以往结果进行比较。

  监测有自己独立进行的,也有和别人联合的,大大小小共有四五十次。他们与美国阿拉斯加大学、美国普度大学保持了常年的联系,是友好合作单位,双方在监测活动中的仪器、经费方面,进行了交流和合作。

  监测点位哪都有,并不局限于中国大陆,中国周边国家和地区,像天山、蒙古、印度等地都有。而青藏高原上的观测点则是关注的重点。

  移动比较重要的原因是印度洋板块向北运动引起的挤压。

  青藏高原向北向东移动的原因是什么?

  谭凯认为,原因比较复杂,涉及到地球动力学各方面的因素。不过据推测,比较重要的因素就是印度洋板块向北运动引起挤压,除此以外还有像地幔动力学、地热等多方面的因素,不能简单归结为一种原因。

  而中国地球物理学会主席、中国工程院赵文津院士在今年的早些时候,曾发表一篇文章对移动的原因进行解释。文章的名称为《破解青藏高原的东移之谜》。

  赵文津院士从球面数学的角度出发,他认为,处于高纬度的两个相邻地块分别沿其重心所在经度线向低纬度做南北方向的离极运动时,由于经度线间的距离不断增大而逐渐相互分离。反之,处于低纬度的不相邻两地块分别沿其重心所在经度线向高纬度做南北方向的向极运动,由于经度线间的距离不断减小而逐渐相互靠近,最终导致青藏高原向东移动。

  青藏高原的移动将会对喜马拉雅山的高度产生影响。

  记者问谭凯博士,青藏高原向东和向北移动并且速度也不一样,这会不会造成高原自身的解体呢?他说,青藏高原本身就是由许多地块构成的,例如昆仑地块、拉萨地块等,每个地块的方向和活动性都不一样,它的动力传输也不一样,这也就造成了速度不一致的情况。另外,高原本身就是断裂的,所谓高原解体也是无从谈起的。


    这种运动的影响,可以造成地块触动和断裂以及造山运动等多方面影响,而与老百姓生活更为直接的则是地震活动的增加。

  至于这项研究成果对于地震和地质学的意义,谭凯认为,这项研究可以使人们研究地球动力学、地球深部结构和浅部变形之间的关系,同时也有利于地震预测等方面的深入研究。

  如果青藏高原一直运动下去会怎么样呢?是否会产生新的地形地貌?它会给这个地区乃至整个中国大陆的生态和气候环境带来什么变化?谭凯说,这与地热活动增强,应力积累现象不同,这个问题太复杂了,不能轻易地下断论。

  中国气象科学研究院人工影响天气研究所研究员张纪淮也表示,从板块移动的角度来说,喜马拉雅山就是印度洋板块和东亚板块底部相互挤压形成的。如果板块向东向北移动,肯定会对喜马拉雅山的高度产生影响。至于这种缓慢的移动对于气候的影响,应当把它放在一个很长的气候年代里去表述,短期内是观察不到什么变化的。


 
 

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