奥林匹斯山具体有多高,奥林匹斯山为啥比喜马拉雅山高

首页 > 自然 > 作者:YD1662024-04-12 14:13:35


1. 概述

地球上超过8000米以上的山峰就有14座。地球上的最高山峰是珠穆朗玛峰,海拔高度是8844.43米。地球上还有一座山峰高度其实是超过了1万米的,这就是夏威夷的冒纳凯亚火山。这座火山的海拔高度是4205米,但是它的山体底部却在海平面以下5998米,因此,从它的山体底部算起的话,它的高度可以达到10203米。但是无论是珠峰还是冒纳凯亚火山的高度都没有超过15000米,更不用说是2万米了。那么到底是什么因素限制了山峰高度呢?

2. 为什么火星的山峰可以超过2000米

在太阳系的另一个行星上面,高度在1万米以上确实很平常的一件事情。这就是火星。火星上高度在万米以上的山峰就有5座。火星最高的山峰奥林匹斯火山高度是21229米,接近地球上珠峰的3倍!

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奥林匹斯火山


为什么地球上就没有火星上这么高的山峰呢?我觉得问题关键就在这两颗行星的质量上面。地球的质量是5.965×10^24千克。火星的质量是6.42×10^23千克。地球的质量要比火星大得多了,差不多是火星的10倍。因此在相同高度的情况下地球上山峰要比火星上的山峰承受的重力更大,更容易被自身的重力压垮。

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地球


其实这里有好几个极限,最大的极限就是地球的引力!我们知道万有引力是存在于各个物质之间的,也就是说当物质堆积到一定程度后,引力自然会将整个星球压成类球状。

有证据表明,珠穆朗玛峰曾经的高度达到过12000米以上,但是后来因为地震或者自身重量的原因倒塌了。现在的珠穆朗玛峰还在增高,基本上是每100年上升7厘米。但是它不会超过2万米的,在此之前它就会被自身的重量所压垮。而火星的质量相比地球要小,因此火星上的火山可以堆积到2万米以上不会被压垮。

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珠穆朗玛峰


其实我们可以从科学家对行星的定义上得到一些启示。其中的一点就是行星的质量必须足够大,能够克服固体引力来达到流体静力平衡的形状(就是近似球体的形状)。因此行星的质量越大,行星就越圆,表面起伏就越小,就越不容易产生高大的山峰。

3. 为什么会有2万米的说法

按照地球引力的说法来看地球山峰极限应该大于2万米吧,但还有其他原理。

一种说法则是计算风化掉的岩石量和其他原因增加的岩石量相等时的状态。正视因为这两种说法才有了地球山峰极限为21560米!

在有重力的星球上,山峰的极限高度与星球的引力密切相关,比如地球上的珠穆朗玛峰高度为8844米,火星上的奥林匹斯山为21171米,在致密的白矮星上,最高的"山峰"不会超过1厘米。

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珠穆朗玛峰


地球上最高的珠穆朗玛峰,是印度板块向亚洲板块挤压的结果,目前珠穆朗玛峰还在以每年0.3厘米的速度抬升;据地质学家估计,在1000万年前,珠穆朗玛峰曾经达到过12000米的高度。

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珠穆朗玛峰高程渲染图


山峰的高度存在极限,主要原因是地球岩石的强度存在极限,随着山峰高度的增加,最底层岩石将承受整座山峰的重量,当岩石的强度不足以支撑起山峰重量时,最底层的岩石将被压成岩浆。

4. 原理简述

当山峰超过极限高度后,最顶层的山体将滑落到底部;也可以看成山基部分的物质被融化,导致山体高度降低;于是就可以视为山顶物质滑落到山底,释放的重力势能融化了山底的物质。

在地球上的绝大部分岩石,主要成分是二氧化硅(SiO2)、碳酸钙(CaCO3)等等,岩石的平均融化热为c=2~3*10^5J/kg,根据以上假设就有:的估计,实际情况还需要考虑各方面的因素;英国地质学家韦斯利夫,在考虑各方面影响后,计算出地球上山体的高度极限为21700米。

5. 总结

地球的山峰高度为什么不能超过两万米,影响的因素还有很多,譬如山体的高度取决于山的密度、剪切强度、重力加速度。密度越小,剪切强度越大,那么高度也就越高,你还知道哪些呢,欢迎留言谈论!

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