環球科學 - 如果地球上沒有海，珠峰可能不是最高峰－鑽石舞台

大地水準面起伏圖，起伏程度進行了10 000倍放大。圖片來源：Ince, E. S. et al. (2019) Earth System Science Data, 11, pp. 647-674

珠穆朗瑪峰是地球上「海拔」最高的山峰，其高度是相對於海平面來計算的。然而，許多類地行星上並沒有海洋，它們的山峰高度要按什麼標準來計算呢？有兩個新的標準：山腳到山頂的高度，以及山峰離行星核心的距離。而按這兩個標準來看，地球上最高的山峰並非珠峰，而是……

撰文｜白德凡

審校｜王昱

眾所周知，地球上最高的山峰是珠穆朗瑪峰。就像知道太陽系有八大行星，或者藍鯨是最大的動物一樣，這是我們從小就熟知的事實之一。

然而這個事實並沒有那麼簡單，珠穆朗瑪峰作為世界最高峰是有限定條件的——它是「海拔」最高的山峰，珠峰的高度是相對於海平面來計算的。這個標準在地球上或許還算實用，但在其他的行星上呢？要知道，金星、水星、火星等等類地行星都是沒有海的，也就不存在相對於海平面的高度一說。沒有了海拔的概念，這些行星上的山峰要怎麼測算高度呢？而在這些新的標準下，地球上最高山峰還是珠峰嗎？

海拔如何測量

地球表面凹凸不平，還有眾多水體覆蓋區域，要想知道一座山峰的確切高度，必須先選定一個各地一致的基準面。為此，測繪學上定義了一個概念叫做「大地水準面」（Geoid），這個面是重力等位面，也就是說水準面上任一一點處的鉛垂線都與該平面垂直，沿該平面移動物體時，重力不會做功——因此水在這個面上是不會流動的。

理論上，地球表面的重力等位面可以有無窮多個，但測繪學上一般選定與平均海平面（mean sea level）相重合的那個面作為大地水準面。而我們所熟知的山峰的海拔高度，就是指山峰相對於大地水準面的高度。

圖中數字表示：1.海平面；2.地球橢球體面；3.本地鉛垂線；4.大陸面；5.大地水準面（圖片來源：Wikipedia）

為了測量山峰的海拔高度，通常需要一架飛機繞着山峰沿一串平行線來回飛行，以測量山頂的重力分布。通過這些測量數據，加上GPS的讀數，現在科學家可以得到非常精確的海拔高度。根據2020年12月公布的最新測量數據，珠穆朗瑪峰海拔為8848.86米，比之前公認的高度還要高出約一米，這確實是地球上的海拔最高點。

另類測量標準

然而珠穆朗瑪峰的海拔高度紀錄實在是占了便宜，它坐落的青藏高原本身就是地球上平均海拔最高的地區。在這個地方，地表凡是有點小凸起，海拔高度都是個巨大的數字。珠峰的海拔最高，並不意味着這座山峰的本體最高。如果我們測量山峰本身的高度，也就是山頂相對於山腳的高度，地球上的最高峰是哪座呢？

答案是位於夏威夷的冒納凱阿火山（Mauna Kea）。這是一座休眠火山，由於其環境乾燥，氣流穩定，適合進行天文觀測。自1964年修通公路以來，先後有11個國家資助的13個望遠鏡已在山上建成。雖然冒納凱阿火山高出海平面的部分僅有4205米，還不到珠峰的一半，但這座火山的大部分體量都隱藏在海平面以下。根據美國地質調查局（United States Geological Survey）的數據，如果從海底的山腳算起，冒納凱阿火山的總高度可以達到10 211米，大大超越了珠峰的高度。

着色部分為冒納凱阿火山突出部，灰色部分為火山在海平面以下的部分。圖片來源：Wikipedia）

除了測量山峰本體的高度，在沒有海洋的行星上，還有一種測量山峰高度的標準：山峰距離行星核心的距離。就地球來說，受自轉的影響，地球並不是一個完美的球體，而是沿着赤道輕微隆起。根據美國航空航天局戈達德航天飛行中心的數據，地球的極地半徑約為6356千米，而赤道半徑約為6378千米，二者相差約22千米。這個差距已經超過了地球上任何一座山峰的海拔高度，這意味着靠近赤道上的山峰天然地會離地心更遠一些。

而距離地心最遠的山峰正是位於約南緯1°的欽博拉索山（Mount Chimborazo）。這座山峰坐落在厄瓜多爾的安第斯山脈中，雖然按海拔計算它甚至不是安第斯山脈中最高的山峰，但是靠近赤道的地理位置使得它成為地球上最凸起的地方：欽博拉索山距離地心約6384千米，比珠穆朗瑪峰到地心的距離還要遠約2千米。