Welke krachten en mechanismen bepalen de hoogte van bergen? Een groep onderzoekers uit Münster en Potsdam heeft nu een verrassend antwoord gevonden:het is niet de erosie en verwering van rotsen die de bovengrens van bergmassieven bepalen, maar eerder een evenwicht van krachten in de aardkorst. Dit is een fundamenteel nieuwe en belangrijke bevinding voor de aardwetenschappen. De onderzoekers rapporteren erover in het wetenschappelijke tijdschrift Natuur .

De hoogste bergketens op aarde, zoals de Himalaya of de Andes, ontstaan ​​langs convergerende plaatgrenzen. Bij dergelijke plaatgrenzen, twee tektonische platen bewegen naar elkaar toe, en een van de platen wordt onder de andere in de aardmantel geduwd. Tijdens dit proces van subductie, sterke aardbevingen komen herhaaldelijk voor op de plaatinterface, en gedurende miljoenen jaren, bergketens zijn gebouwd aan de randen van de continenten.

Of de hoogte van bergketens voornamelijk wordt bepaald door tektonische processen in het binnenste van de aarde of door erosieprocessen die het aardoppervlak vormgeven, is al lang onderwerp van discussie in de geowetenschappen.

Een nieuwe studie onder leiding van Armin Dielforder van GFZ German Research Center for Geoscience toont nu aan dat erosie door rivieren en gletsjers geen significante invloed heeft op de hoogte van bergketens. Samen met wetenschappers van de GFZ en de Universiteit van Münster (Duitsland), hij loste het al lang bestaande debat op door de sterkte van verschillende plaatgrenzen te analyseren en de krachten te berekenen die langs de plaatinterfaces werken.

De onderzoekers kwamen tot dit verrassende resultaat door de krachten langs verschillende plaatgrenzen op aarde te berekenen. Ze gebruikten gegevens die informatie geven over de sterkte van plaatgrenzen. Deze gegevens zijn afgeleid, bijvoorbeeld, uit warmtestroommetingen in de ondergrond. De warmtestroom bij convergente plaatgrenzen wordt op zijn beurt beïnvloed door de wrijvingsenergie aan de grensvlakken van de continentale platen.

Men kan zich de vorming van bergen voorstellen met behulp van een tafelkleed. Als u beide handen onder de doek op het tafelblad plaatst en erop drukt, het doek plooit, en op hetzelfde moment, het glijdt een beetje over de rug van je handen. De opkomende plooien zouden overeenkomen, bijvoorbeeld, naar de Andes, het glijden over de rug van de handen tot de wrijving in de ondergrond. Afhankelijk van de kenmerken van het gesteente, ook in de diepe ondergrond ontstaan ​​spanningen die bij zware aardbevingen worden afgevoerd, vooral in subductiezones.

De onderzoekers verzamelden wereldwijde gegevens uit de literatuur over wrijving in de ondergrond van bergketens van verschillende hoogtes (Himalaya, Andes, Sumatra, Japan) en berekende de resulterende spanning en dus de krachten die leiden tot de opheffing van de respectieve bergen. Op deze manier, ze toonden aan dat in actieve bergen, de kracht op de plaatgrens en de krachten als gevolg van het gewicht en de hoogte van de bergen zijn in evenwicht.

Een dergelijk krachtenevenwicht bestaat in alle bestudeerde bergketens, hoewel ze zich in verschillende klimaatzones bevinden met sterk variërende erosiesnelheden. Dit resultaat laat zien dat bergketens in staat zijn te reageren op processen op het aardoppervlak en met snelle erosie zodanig te groeien dat het krachtenevenwicht en de hoogte van de bergketen behouden blijven. Deze fundamenteel nieuwe bevinding biedt tal van mogelijkheden om de ontwikkeling en groei van bergen op de lange termijn in meer detail te bestuderen.