为何地球上的山峰，极限高度约2万米？利用中学知识就能解释！

来源：艾伯史密斯 2019-03-25 17:58:26

在星球上的山峰，最底下的岩石将承受整座山峰的重量，由于岩石的强度是有限的，超过一定高度的山峰，最底下的岩石将被压成熔融状态（也就是岩浆），所以山峰存在极限高度。

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。

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。

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。

试想一座耸立的山峰，最底层的岩石解体后，整座山峰的高度降低，于是山峰的势能转化为内能，融化了最底层的岩石。

在2016年全国中学生物理竞赛试题中，第12道题就利用了这个思路，可以粗略估计一个星球上，山峰所能达到的高度极限。

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：

mgH=mc；

可以估计出地球上的山峰高度极限，在2~3万米之间，当然这只是一个粗略的估计，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。

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