Hvilke faktorer styrer bjergets højde?

Hvilke kræfter og mekanismer bestemmer højden af ​​bjerge? En gruppe forskere fra Münster og Potsdam har nu fundet et overraskende svar:Det er ikke erosion og forvitring af klipper, der bestemmer den øvre grænse for bjergmassiver, men snarere en ligevægt af kræfter i jordskorpen. Dette er et fundamentalt nyt og vigtigt fund for geovidenskaberne. Forskerne rapporterer om det i det videnskabelige tidsskrift Natur .

De højeste bjergkæder på Jorden - såsom Himalaya eller Andesbjergene - opstår langs konvergerende pladegrænser. Ved sådanne pladegrænser, to tektoniske plader bevæger sig mod hinanden, og en af ​​pladerne tvinges under den anden ind i Jordens kappe. Under denne subduktionsproces, kraftige jordskælv forekommer gentagne gange på pladens grænseflade, og over millioner af år, bjergkæder er bygget i kanterne af kontinenterne.

Hvorvidt højden af ​​bjergkæder hovedsageligt bestemmes af tektoniske processer i Jordens indre eller af erosionsprocesser, der skulpturerer Jordens overflade, har længe været diskuteret i geovidenskaberne.

En ny undersøgelse ledet af Armin Dielforder fra GFZ German Research Center for Geoscience viser nu, at erosion fra floder og gletsjere ikke har nogen væsentlig indflydelse på højden af ​​bjergkæder. Sammen med videnskabsmænd fra GFZ og universitetet i Münster (Tyskland), han løste den langvarige debat ved at analysere styrken af ​​forskellige pladegrænser og beregne de kræfter, der virker langs pladegrænsefladerne.

Forskerne nåede frem til dette overraskende resultat ved at beregne kræfterne langs forskellige pladegrænser på Jorden. De brugte data, der giver information om styrken af ​​pladegrænser. Disse data er udledt, for eksempel, fra varmestrømsmålinger i undergrunden. Varmestrømmen ved konvergerende pladegrænser påvirkes igen af ​​friktionsenergien ved grænsefladerne på de kontinentale plader.

Man kan forestille sig dannelsen af ​​bjerge ved hjælp af en dug. Hvis du placerer begge hænder under klædet på bordpladen og skubber det, klædet folder, og på samme tid, det glider lidt over bagsiden af ​​dine hænder. De fremkommende folder ville svare, for eksempel, til Andesbjergene, glidningen over håndryggen til friktionen i undergrunden. Afhængig af klippens egenskaber, spændinger opbygges også i den dybe undergrund, der udledes ved alvorlige jordskælv, især i subduktionszoner.

Forskerne indsamlede verdensomspændende data fra litteraturen om friktion i undergrunden af ​​bjergkæder i forskellige højder (Himalaya, Andesbjergene, Sumatra, Japan) og beregnede den resulterende spænding og dermed de kræfter, der fører til hævningen af ​​de respektive bjerge. På denne måde de viste, at i aktive bjerge, kraften på pladegrænsen og kræfterne som følge af bjergens vægt og højde er i balance.

En sådan styrkebalance findes i alle de studerede bjergkæder, selvom de er placeret i forskellige klimazoner med vidt varierende erosionshastigheder. Dette resultat viser, at bjergkæder er i stand til at reagere på processer på jordens overflade og vokse med hurtig erosion på en sådan måde, at kræftbalancen og højden af ​​bjergkæden opretholdes. Denne fundamentalt nye opdagelse åbner talrige muligheder for at studere den langsigtede udvikling og vækst af bjerge mere detaljeret.