На протяжении миллионов лет вершины и долины Земли перемещались и смещались, что привело к драматическим пейзажам пиков и теней, которые мы знаем сегодня. Горы часто образуются, когда давление под поверхностью Земли поднимается вверх, но на их окончательную высоту влияет множество факторов, в том числе эрозия областей между горами, известных как каналы..
Ученые давно предполагали, что по мере того, как земля быстрее выталкивается вверх, образуя гору, ее высота увеличивается непрерывным и предсказуемым образом. Но новое исследование показывает, что эти предсказания могут перестать работать для самых крутых гор и, следовательно, ограничить их высоту - и это может быть справедливо для хребтов на всей планете.
«Люди уже давно утверждают, что по мере того, как русла становятся все круче и круче, скорость эрозии продолжает увеличиваться», - сказал Джордж Хилли, профессор геологических наук в Школе наук о Земле, энергетике и окружающей среде Стэнфордского университета (Стэнфорд). Земля) и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature Geoscience 16 сентября. «Мы обнаружили, что эта теория работает очень хорошо до определенного момента, а затем эмпирически она разбивается - кажется, что что-то еще срабатывает, что мы не полностью понял."
Исследователи проанализировали образцы из широкого спектра горных ландшафтов в тропиках, включая Венесуэлу, Бразилию, Гватемалу, Коста-Рику и Тайвань, с учетом типа горных пород и климатических условий для проведения параллельных сравнений. Они обнаружили, что после того, как горы достигают определенной высоты, каналы между горами внезапно становятся чрезвычайно чувствительными к тонким изменениям их наклона, тем самым ограничивая высоту гор над ними. Они добавили данные о сотнях горных хребтов по всему миру и обнаружили, что они следуют аналогичной схеме: высота или рельеф ландшафта ограничивается после пересечения порога, обусловленного крутизной русла..
"Площади земли над каналами, вероятно, контролируются тем, насколько быстро река может вырезать - это основа, с помощью которой мы понимаем, как высота гор меняется в зависимости от климата и столкновения континентов", - сказал Хилли. «Аномалия, которую мы наблюдали, является своего рода загадкой и не обязательно соответствует тому, что могла бы предсказать традиционная теория».
Влияние исследований
Предоставление доказательств этого загадочного фактора, влияющего на высоту гор, исследование может повлиять на другие работы, такие как исследования взаимосвязи между скоростью горной эрозии и климатом - важными элементами для понимания древнего климата и прогнозирования будущих моделей.
«Наша работа добавляет интересную глубину некоторым из этих исследований, потому что то, как топография Земли меняется по мере того, как климат становится более или менее эрозионным, может также меняться по мере приближения к порогу», - сказал Хилли..
Работа также имеет отношение к геофизическим связям формирования гор, которые ученые заинтересованы в изучении, чтобы понять скрытую активность тектонических движений под нашими ногами.
«Такие люди, как я, всегда надеялись, что вы действительно можете использовать топографию, чтобы сказать что-то о том, как быстро могут исчезать разломы», - сказал Хилли. «Наши результаты говорят о том, что вы все еще можете делать это на умеренно крутых ландшафтах, но это может стать все труднее по мере того, как ландшафты становятся более крутыми».
Глобальные закономерности
Ученые применили принципиально иной подход к исследованию, исследуя земной шар в поисках условий, которые выявляют изменения высоты гор, а не фокусируясь только на одном месте. Этот поиск заставил их сосредоточиться на хребтах в тропиках, но выводы были одинаковыми для всех регионов земного шара и могут также применяться для понимания древней топографии.
«Гималаи поднимаются довольно быстро, и они обнажают довольно твердые породы, и действительно, когда вы измеряете их, они довольно близки к этому порогу», - сказал он. «Возможно, вы сможете взять этот порог только с современной конфигурацией ландшафта и на самом деле установить верхнюю границу того, как выглядела топография древних Гималаев».
Хилли сказал, что результаты исследования были неожиданными, а также тот факт, что они остаются стабильными по сравнению с глобальными данными.
«В ретроспективе это имеет смысл, если вы посмотрите на это из общего контекста того, как на самом деле выглядит наша планета», - сказал Хилли. «Это действительно говорит о том, что может быть много благодатной почвы для изучения того, почему это может произойти. Это также указывает на тот факт, что в том, как реки врезаются, может быть что-то, чего мы просто еще не понимаем».