Hvorfor er bjerge så høje?

Over millioner af år, Jordens topmøder og dale har bevæget sig og forskudt sig, resulterer i de dramatiske landskaber af toppe og skygger, vi kender i dag. Bjerge dannes ofte, når trykket under jordens overflade skubber opad, alligevel påvirker mange faktorer deres ultimative højde, herunder erosion af områderne mellem bjerge, kendt som kanaler.

Forskere har længe antaget, at efterhånden som jorden skubbes hurtigere opad for at danne et bjerg, dens højde stiger på en kontinuerlig og forudsigelig måde. Men ny forskning viser, at disse forudsigelser kan stoppe med at arbejde for de stejleste bjerge og derfor begrænse deres højde - og det kan gælde for områder på hele planeten.

"Folk har længe argumenteret for, at efterhånden som kanalerne bliver stejlere og stejlere, erosionshastigheden bliver ved med at stige, "sagde George Hilley, professor i geologiske videnskaber ved Stanford University's School of Earth, Energy &Environmental Sciences (Stanford Earth) og hovedforfatter af en undersøgelse offentliggjort i Naturgeovidenskab 16. september "Vi finder ud af, at teorien fungerer rigtig godt indtil et bestemt tidspunkt, og så bryder den ned empirisk - det ser ud til, at noget andet sparker ind, som vi ikke helt forstår."

Forskerne analyserede prøver fra en bred vifte af bjerglandskaber på tværs af troperne, herunder Venezuela, Brasilien, Guatemala, Costa Rica og Taiwan, kontrol for stentype og klimaforhold for at vurdere parallelle sammenligninger. De fandt ud af, at når bjerge når en vis højde, kanaler mellem bjerge bliver pludselig ekstremt følsomme over for subtile ændringer i deres skråninger, derved begrænser bjergets højde ovenover. De tilføjede data fra hundredvis af bjergkæder verden over og fandt ud af, at de fulgte et lignende mønster:højden, eller lettelse, af landskabet er afgrænset efter at have krydset en tærskel drevet af kanalens stejlhed.

"Landområder over kanaler bliver sandsynligvis styret af, hvor hurtigt en flod kan fælde - dette er den ramme, som vi forstår, hvordan bjerghøjden varierer som en funktion af klima og kollision af kontinenter, "Sagde Hilley." Den anomali vi observerede er lidt af et mysterium og er ikke nødvendigvis hvad konventionel teori kan forudsige. "

Forskningseffekter

Ved at bringe bevis på denne mystiske faktor, der påvirker bjerghøjden, forskningen kan påvirke andet arbejde, såsom undersøgelser af forholdet mellem bjergerosion og klima - vigtige elementer til forståelse af ældgamle klimaer og forudsigelse af fremtidige mønstre.

"Vores arbejde tilføjer en interessant dybde til nogle af disse undersøgelser, fordi den måde, hvorpå Jordens topografi ændres, efterhånden som klimaet bliver mere eller mindre erosivt, også kan ændre sig, når tærsklen nærmer sig, "Sagde Hilley.

Arbejdet har også konsekvenser for de geofysiske forbindelser til bjergdannelse, som forskere er interesserede i at udforske for at forstå den skjulte aktivitet af tektoniske bevægelser under vores fødder.

"Folk som mig har altid håbet, at du rent faktisk kunne bruge topografien for at sige noget om, hvor hurtigt fejl kan glide, "Hilley sagde." Hvad vores resultater siger er, at du stadig kan gøre det i landskaber, der er moderat stejle, men det kan blive stadig vanskeligere, efterhånden som landskaber bliver stejlere. "

Globale mønstre

Forskerne tog en fundamentalt anderledes tilgang til forskningen ved at søge kloden efter forhold, der afslører ændringer i bjerghøjden frem for at fokusere på kun ét sted. Denne søgning fik dem til at fokusere på områder i troperne, men konklusionerne var konsistente på tværs af alle regioner på kloden og kan også anvendes til at forstå gammel topografi.

"Himalaya opløftes temmelig hurtigt, og de afslører temmelig hårde sten, og faktisk, når du måler dem ud, de er temmelig tæt på denne tærskel, "sagde han." Du kan muligvis tage denne tærskel med bare den moderne konfiguration af landskabet og faktisk lægge en øvre grænse for, hvordan topografien i de gamle Himalaya så ud. "

Hilley sagde, at resultaterne af undersøgelsen var overraskende, samt det faktum, at de forblev konsistente sammenlignet med globale data.

"Set i bakspejlet giver det mening, når du ser på det ud fra den overordnede kontekst af, hvordan vores planet faktisk ser ud, "Sagde Hilley." Det taler virkelig om, at der kan være masser af grobund for at undersøge, hvorfor dette kan ske. Det peger også på det faktum, at der måske er noget om den måde, floder skærer på, som vi bare ikke forstår endnu. "