珠穆朗玛峰又“长个儿”了

2021-08-26 04:40叶山
科学Fans 2021年4期
关键词:珠峰测绘测量

叶山

初识与命名

19世纪中叶,英国人在印度进行大范围测绘。1847年的一天,一座代号为XV的山峰吸引了测绘工程的负责人安德鲁·斯科特·沃夫的注意。这座山峰直插天际,在高耸的群峰中依旧醒目,于是沃夫让人测量它的高度。他们所使用的测量技术是16世纪由西欧数学家弗里修斯完善的“三角测量法”。

根据几何原理,如果我们知道了其中两个角的角度值和一条边的长度,就能求出剩下一个角的角度以及两条边的长度。沃夫的团队利用一组拼接在一起的三角形来测量山峰的高度,测出XV峰的海拔高度为8839.2米,这比当时已确认的世界最高峰道拉吉里峰和“疑似最高峰”干城章嘉峰都高。经过几年的反复确认,沃夫向英国皇家地理协会公布了这一测量结果,宣布发现了新的世界之巅,并提议将其命名为“埃弗勒斯峰”,来纪念乔治·埃弗勒斯为测绘工程做出的贡献。

但其实,这座高峰早就拥有了自己的名字——珠穆朗玛,意思为“大地的母亲”。1718年,中国清朝的康熙皇帝派遣跟西洋传教士学过测绘的胜住和楚儿沁藏布等人去绘制西藏地图,作为覆盖当时清朝全境的《皇舆全览图》的一部分。在这次测绘作业中,胜住等人已经记录下了珠峰的确切位置,并在地图上标明了它的藏语名“朱母郎马”。虽然胜住没有测量高度,但他对珠峰位置和名称的记载比英国人早了一百多年。

约7000万年前,在板块活动的推动下,印度大陆开始向北移动,并在1000万年前撞上了欧亚大陆。两块大陆之间的结合部在强烈的挤压下变形,发生造山运动,包括珠峰在内的喜马拉雅山脉拔地而起。如今,印度板块仍以每年67毫米的速度向北挤压欧亚板块,因此,喜马拉雅山每年约“长高”半毫米。

如图所示,A为山顶,B和C为两个已知海拔的测绘观察点,通过仪器可量出80之间的距离a,以及∠ASC和∠ACB的角度值。根据这三个值,可以求出b和c的距离。然后,假想通过山顶A做垂线,交B所在的地平面于D,则∠ADB是直角。通过仪器可侧出∠ABD的角度,再加上之前求得的C的距离,就可以求出山峰的高度h。这就是“三角测量法”。

中国测量与“8848”

虽然沃夫用当时最先进的技术和设备为珠峰量出了第一份高度数据,但这个数据没有考虑地表弧度的变化(地球不是平的)、大地水准面对测量的影响以及在远距离瞄准山顶时因光线折射而导致的误差等。作为世界第一高峰,珠峰的海拔精準测量意义重大,截至2020年12月,我国就进行了三次全面的测量——

第一次全面测量

时间:1975年

技术:设置6个观测点,登山家将测绘觇(chān)标带到了峰顶,让山下的观测点拥有了统一的观测目标,削弱了视线误差的影响,提升了测量数据的可靠度。

测绘结果:以青岛黄海海面为基准,珠峰峰顶的雪面高度为8849.05米,女登山家潘多在山顶测出松散积雪的厚度为0.92米。从此,珠峰高度有了中国版本——8848.13米。

第二次全面测量

时间:2005年

技术:运用了激光和卫星定位等更加先进的设备和手段,不仅测定了雪面高度,还用雷达测出了永久冰雪层的厚度。测绘结果:珠穆朗玛峰的岩层高度为8844.43米。

第三次全面测量

时间:2020年

技术:具备专业技能的测绘人员跟随登山队一起登上峰顶,我国北斗卫星系统以及5G网络等全程辅助,甚至还能从珠峰大本营传回实时直播画面。在这样有利的条件下,获取的海拔数据也更加精确。

测绘结果:中国和尼泊尔共同宣布,珠穆朗玛峰的最新海拔为8848.86米。

与以往测量结果相比,珠峰这次“长高”的原因很可能是更精确的测量修正了之前的误差,至于有没有自然因素的“贡献”,还有待进一步研究。而科学家们通过先进的测量办法获得珠峰最新的自然增长速度、冰雪层厚度的变化、地震的影响等相关数据,也有利于对青藏高原乃至全球板块构造及气候变化的科研工作。

学科标签 地理

在板块活动的推动下,印度和欧亚大陆发生碰撞,它们的结合部在强烈的挤压下变形,产生了剧烈的造山运动,并形成了喜马拉雅山脉。地球的岩石圈分为大大小小的板块,它们之间的边界主要有三种类型,你知道是哪三种吗?

学科标签 数学

沃夫的团队测量珠峰的高度采用的测量技术是三角测量法,涉及三角函数的知识。那么你还知道有哪些判断三角形形状的方法吗?

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