Удивительная находка: вопреки распространенному мнению, эрозия практически не влияет на высоту гор, как выяснили немецкие геологи. Вместо этого баланс сил в земной коре определяет, насколько высоко поднимаются горы. Боковое, подъемное давление тектонических плит компенсирует гравитацию, которая зависит от веса горы, сообщают ученые в журнале «Nature».
Почему горы такие разные по высоте? В то время как в Гималаях более 8000 метров, Альпы достигают только половины этого, другие горные цепи еще ниже. Тем не менее, все восходит к аналогичным тектоническим процессам. Поскольку горы лежат на границе двух сталкивающихся тектонических плит, недра сжимаются с боков и поднимаются.
Согласно современной доктрине, этому тектоническому поднятию противодействует эрозионная сила - эрозия. Там, где эрозия больше, чем поднятие, горы сжимаются на протяжении тысячелетий. Если преобладает поднятие, горы будут расти - по крайней мере, так считалось до сих пор.
Тектоника, гравитация и эрозия - кто играет?
Но это, очевидно, ошибка, как выяснили Армин Дилфорд из Немецкого исследовательского центра геонаук в Потсдаме (GFZ) и его коллеги. Для своего исследования они сначала рассмотрели границы десяти плит, чтобы определить, насколько сильным является поднятие из-за сил, действующих сбоку, и насколько сильно вес веса горной массы противодействует этому. Если обе силы находятся в равновесии, существует теоретическая максимальная высота для каждого горного хребта.
Затем исследователи сравнили эту максимальную высоту с фактической высотой десяти гор. Поскольку они находятся в очень разных климатических зонах - от Камчатки до Японии и от Гималаев до тропиков, - эрозия должна была вызвать значительные отклонения от этой чисто тектоно-гравитационной высоты.
Баланс сил
Удивительный результат: «Высота горных хребтов по всему миру соответствует теоретической максимальной высоте - независимо от климатических условий и скорости эрозии», - сообщают Дилфорд и его команда. Вопреки ожиданиям, только баланс сил в земной коре определяет высоту гор, а эрозия оказывает лишь незначительное влияние.
Но что, если скорость эрозии резко возрастет в одном месте? Модельные расчеты также дали ответ на этот вопрос: если гора сильно разрушена, ее вес и, следовательно, тяговое действие силы тяжести уменьшается. Но поскольку боковое давление остается прежним, подземный баланс сил смещается - подъем становится сильнее. Это, в свою очередь, компенсирует усиление эрозии, и гора по-прежнему достигает своей максимальной высоты.
Климат и горы связаны иначе, чем ожидалось
Новые результаты также проливают свет на хронологическую последовательность горообразования, как объясняют исследователи. Когда горы становятся выше или постепенно отступают, это традиционно связывают с изменением скорости эрозии, например, с изменением климата. Но этот фактор, по-видимому, играет меньшую роль, чем считалось ранее. Скорее всего, это связано с тектоническими изменениями, например, с уменьшением дрейфа континентов.
«Изменения высоты гор с течением времени отражают долгосрочные изменения в балансе сил, но не свидетельствуют о прямом контроле климата на высоте гор», - констатируют ученые. Если это подтвердится, то это будет совершенно новый взгляд на формирование и развитие гор.