Gedurende miljoenen jaren, De toppen en dalen van de aarde zijn bewogen en verschoven, resulterend in de dramatische landschappen van pieken en schaduwen die we vandaag kennen. Bergen vormen vaak wanneer de druk onder het aardoppervlak omhoog duwt, toch hebben veel factoren invloed op hun uiteindelijke hoogte, inclusief de erosie van de gebieden tussen bergen, bekend als kanalen.

Wetenschappers hebben lang aangenomen dat als land sneller omhoog wordt geduwd om een ​​berg te vormen, de hoogte neemt continu en voorspelbaar toe. Maar nieuw onderzoek toont aan dat deze voorspellingen mogelijk niet meer werken voor de steilste bergen en daarom hun hoogte beperken - en dit kan gelden voor reeksen op de hele planeet.

"Mensen hebben lange tijd beweerd dat naarmate kanalen steiler en steiler worden, de erosiesnelheid blijft toenemen, " zei George Hilley, een professor in geologische wetenschappen aan de School of Earth van Stanford University, Energy &Environmental Sciences (Stanford Earth) en hoofdauteur van een studie gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen 16 september. "We merken dat de theorie tot op een bepaald punt heel goed werkt en dan empirisch instort - het lijkt alsof er iets anders begint dat we niet helemaal begrijpen."

De onderzoekers analyseerden monsters uit een breed scala aan berglandschappen in de tropen, inclusief Venezuela, Brazilië, Guatemala, Costa Rica en Taiwan, controleren voor gesteentetype en klimaatomstandigheden om parallelle vergelijkingen te beoordelen. Ze ontdekten dat nadat bergen een bepaalde hoogte hebben bereikt, kanalen tussen bergen worden plotseling extreem gevoelig voor subtiele veranderingen in hun hellingen, waardoor de hoogte van de bergen erboven wordt beperkt. Ze voegden gegevens toe van honderden bergketens over de hele wereld en ontdekten dat ze een soortgelijk patroon volgden:de hoogte, of opluchting, van het landschap wordt afgedekt na het oversteken van een door geulsteilheid aangedreven drempel.

"Landgebieden boven kanalen worden waarschijnlijk gecontroleerd door hoe snel een rivier kan afsnijden - dit is het raamwerk waarmee we begrijpen hoe de hoogte van bergen varieert als een functie van het klimaat en de botsing van continenten, Hilley zei. "De anomalie die we hebben waargenomen is een soort mysterie en is niet noodzakelijk wat de conventionele theorie zou kunnen voorspellen."

Onderzoekseffecten

Door bewijs te leveren van deze mysterieuze factor die de hoogte van de bergen beïnvloedt, het onderzoek kan van invloed zijn op ander werk, zoals studies over de relatie tussen bergerosiesnelheden en klimaat - belangrijke elementen voor het begrijpen van het oude klimaat en het voorspellen van toekomstige patronen.

"Ons werk voegt een interessante diepte toe aan sommige van deze onderzoeken, omdat de manier waarop de topografie van de aarde verandert naarmate het klimaat min of meer eroderend wordt, ook kan veranderen naarmate de drempel nadert, ' zei Hillie.

Het werk heeft ook implicaties voor de geofysische banden van bergvorming, die wetenschappers willen onderzoeken om de verborgen activiteit van tektonische bewegingen onder onze voeten te begrijpen.

"Mensen zoals ik hebben altijd gehoopt dat je de topografie daadwerkelijk zou kunnen gebruiken om iets te zeggen over hoe snel fouten wegglippen, Hilley zei. "Wat onze resultaten zeggen, is dat je dat nog steeds kunt doen in landschappen die matig steil zijn, maar het kan steeds moeilijker worden naarmate landschappen steiler worden."

Globale patronen

De wetenschappers namen een fundamenteel andere benadering van het onderzoek door de wereld af te zoeken naar omstandigheden die veranderingen in de hoogte van de bergen aan het licht brengen in plaats van zich te concentreren op slechts één locatie. Die zoektocht bracht hen ertoe zich te concentreren op gebieden in de tropen, maar de conclusies waren consistent in alle regio's van de wereld en kunnen ook worden toegepast om oude topografie te begrijpen.

"De Himalaya's worden vrij snel opgetild en ze leggen behoorlijk harde rotsen bloot, en inderdaad, als je ze meet, ze zijn vrij dicht bij deze drempel, "zei hij. "Misschien kun je deze drempel nemen met alleen de moderne configuratie van het landschap en daadwerkelijk een bovengrens stellen aan hoe de topografie van de oude Himalaya eruitzag."

Hilley zei dat de resultaten van de studie verrassend waren, evenals het feit dat ze consistent bleven in vergelijking met wereldwijde gegevens.

"Achteraf is het logisch als je het bekijkt vanuit de algemene context van hoe onze planeet er in werkelijkheid uitziet, Hilley zei. „Het spreekt werkelijk aan het feit dat er veel vruchtbare grond zou kunnen zijn om te onderzoeken waarom dit zou kunnen gebeuren. Het wijst er ook op dat er misschien iets is met de manier waarop rivieren insnijden dat we gewoon nog niet begrijpen."