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喜馬拉雅山(聖母峰)
板塊構造學說可說是二十世紀地球科學界最重大的成就之一。有關地殼的演化及大部分地質現象的成因,均可由板塊構造學說來加以闡述。該項學說認為地球最上層約70至100公里厚的範圍為岩石圈,此圈係由冷而剛硬的岩石構成 ,代表板塊本身。而岩石圈之下平均厚約200公里的範圍是由黏性極大但會流動的物質所組成,是為軟流圈。地球表面幾個相互運動的剛性板塊不但「飄浮」在軟流圈之上,而且受到地函熱對流影響而緩慢移動。在地球內部,大量岩漿在張裂的中洋脊湧出,並形成新的海洋地殼,而這些冷卻的物質也會把先前生成的地殼向兩側推擠,並造成板塊的移動。最後,古老的海洋地殼在板塊碰撞邊界(如:海溝)下沈、隱沒而消失。由於兩個板塊相接觸的地方,往往因相互間的碰撞、擠壓,以致地震頻仍,山脈也隨之形成,是所謂「造山運動」最為劇烈的地方。世界著名的峻嶺山岳,諸如歐洲的阿爾卑斯山、北美的阿帕拉契山、南美的安地列斯山等都是典型的例子。
喜馬拉雅山脈的形成乃是印度板塊向北移動,並與歐亞大陸板塊碰撞的結果 。由於兩個板塊相互碰撞的過程中,在接觸帶產生巨大壓力,迫使岩層發生擠壓、變形,岩石產生變質,地形也不斷往上抬升。鸚鵡螺、海百合、珊瑚、貝類等海洋生物化石在數千公尺高的山脈中出現,科學家甚至曾在山頂上的黃色帶狀石灰岩層發現海洋生物化石。這些證據告訴我們,山脈所在的地層原本是在海底。喜馬拉雅山脈的前世,曾經也是一片汪洋大海。
在追溯悠悠地質史時,除了古生物化石外,古地磁往往也是地質學家最重要的線索與依據。古地磁的證據告訴我們 ,印度板塊原來是在南半球,後來因板塊往北移動而到達現在的位置。結合板塊移動的軌跡可以發現,喜馬拉雅山脈的生成過程主要是印度板塊逐漸北移後 ,首先有島弧的形成,然後是島弧與歐亞大陸的碰撞,最後是印度板塊與歐亞大陸碰撞的結果(圖1、2、3)。在古新世時,兩板塊的聚合速率每年高達10公分以上,但是到了始新世中期(~44Ma) ,聚合速率降至每年5至6公分。科學家們認為4千4百萬年前聚合速率驟減的原因,乃是印度板塊與歐亞大陸發生剛性碰撞(hard collision)的緣故。當兩大板塊發生碰撞、擠壓之後,除造成喜馬拉雅山脈及西藏高原隆昇外,也使撞擊區附近的地殼增厚不少。在西藏南部的地殼就厚達七十餘公里,此一厚度相當於一般地區地殼的兩倍。更令人匪夷所思的是現今中南半島因承受兩大板塊巨大碰撞力量影響,在3千5百萬至2千萬年間便沿著紅河—哀牢山斷裂向東南順時鐘左移逸出約7百公里。板塊間撞擊力量之大,著實令人咋舌。 印度板塊與歐亞大陸板塊的碰撞作用可說是亞洲新生代最主要的構造運動。山脈高高隆起,不但改變了地表地形,全球的氣候形態也為之改觀,同時也使該區的動植物分布更具多樣性。現今印度板塊每年仍以5公分左右的速度向北前進 ,並向歐亞大陸底下俯衝、隱沒,同時喜馬拉雅山脈也以每年約0.6公分的速度在增長之中 。雖然出露地表的岩層受到風 、雨、雪等外營力不斷的侵蝕而被移除,但是科學家們預測 ,未來兩大板塊仍會繼續碰撞 ,山脈也將持續隆昇,因此,喜馬拉雅山脈將大致維持一定的高度。「世界屋脊」的美名,依然非它莫屬。