Какие факторы определяют высоту гор?

Какие силы и механизмы определяют высоту гор? Группа исследователей из Мюнстера и Потсдама нашла неожиданный ответ: верхний предел горных массивов определяет не эрозия и выветривание пород, а равновесие сил в земной коре. Это принципиально новое и важное открытие для наук о Земле. Исследователи сообщают о нём в научном журнале Nature.

Высочайшие горные системы Земли, такие как Гималаи или Анды, возникают вдоль сходящихся границ литосферных плит. На таких границах две плиты движутся навстречу друг другу, и одна из них погружается под другую в мантию Земли. В процессе этой субдукции на границе плит происходят сильные землетрясения, а за миллионы лет на окраинах континентов формируются горные хребты.

Новое исследование под руководством Армина Дильфордера из GFZ (Немецкого исследовательского центра геонаук) показало, что эрозия, вызванная реками и ледниками, не оказывает существенного влияния на высоту горных хребтов. Учёные разрешили давние споры, проанализировав прочность различных границ плит и рассчитав силы, действующие вдоль зон субдукции.

Исследователи пришли к этому результату, рассчитав силы вдоль разных границ плит на Земле, используя данные о прочности этих границ, полученные, например, из измерений теплового потока в недрах. Они собрали мировые данные о трении в недрах горных систем разной высоты (Гималаи, Анды, Суматра, Япония) и вычислили возникающее напряжение и, следовательно, силы, приводящие к поднятию соответствующих гор. Это показало, что в активных горах сила на границе плиты и силы, возникающие от веса и высоты гор, находятся в равновесии.

Такое равновесие сил существует во всех изученных горных системах, несмотря на их расположение в разных климатических зонах с сильно различающимися скоростями эрозии. Этот результат показывает, что горные системы способны реагировать на процессы на поверхности Земли и при быстрой эрозии расти таким образом, чтобы поддерживалось равновесие сил и высота горного хребта.