Hoe en wanneer groeien bergen? Het is verleidelijk om bergvorming te zien als iets dat slechts uiterst geleidelijk plaatsvindt, op tijdschalen van tientallen miljoenen jaren. De ene tektonische plaat duwt langzaam tegen en iets onder de andere, totdat uiteindelijk een bergketen oprijst. Natuurlijk, dat beeld is veel te simplistisch. Wij weten, bijvoorbeeld, dat processen zoals erosie en aardbevingen invloed hebben op de manier waarop bergen groeien.

Het synthetiseren van gegevens uit meer dan 200 studies van de Himalaya, een team onder leiding van Caltech-postdoctoraal collega Luca Dal Zilio heeft een veel completer beeld van het proces van het bouwen van bergen samengesteld. In een overzichtsstudie gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Beoordelingen Aarde &Milieu op 2 mei, Dal Zilio en zijn collega's hebben tijdschalen overbrugd, variërend van de seconden van schudden tijdens een aardbeving tot de miljoenen jaren die nodig zijn voor langdurige tektonische processen.

"Als we nadenken over het concept van bergen, we moeten echt nadenken over iets dat dynamisch verandert, en die veranderingen gebeuren op verschillende tijdschalen, " zegt Dal Zilio, een aardwetenschapper in het seismologielaboratorium van Caltech.

De onderzoekers ontdekten dat de Himalaya door gebeurtenissen gaat die ervoor zorgen dat het bereik stijgt en daalt, stijgen en dalen. "Het is bijna alsof het bereik ademt, ", zegt Dal Zilio. "Echter, de stijgende gebeurtenissen over miljoenen jaren zijn groter dan de snelle verzakkingen tijdens aardbevingen. Op lange termijn, dit proces leidt tot de groei van het Himalaya-gebergte."

De onderzoekers richtten zich op de rijkdom aan geologische, geofysisch, en geodetische gegevens die voortkwamen uit de verwoestende aardbeving in Gorkha in 2015 in Nepal en de naschokken ervan. Bijvoorbeeld, met behulp van radarbeelden van satellieten, wetenschappers ontdekten eerder dat de Mount Everest met ongeveer een meter daalde tijdens de magnitude 7,8-temblor. Maar in de maanden na die gebeurtenis, wetenschappers toonden aan dat de berg ongeveer 60 procent van die verloren hoogte herwon.

Dal Zilio en zijn collega's putten uit waarnemingen van de afgelopen decennia vanuit de Himalaya, zoals de dikte van de korst op verschillende locaties en wat er bekend is over de geometrie van de Main Himalayan Fault, de ongeveer 2, 000 kilometer lange breuk aan de voet van de bergen. Ze waren vervolgens in staat om meerdere aardbevingscycli te simuleren, inclusief de zogenaamde interseismische periode tussen aardbevingen wanneer elastische spanning langzaam opbouwt totdat een deel of alles ervan vrijkomt in de vorm van een aardbeving. Zo konden de onderzoekers zien hoeveel de verschillende processen hebben bijgedragen aan de groei van de bergen.

Dal Zilio heeft het model ook gebruikt om de aardbevingscyclus in de Himalaya te bestuderen. De aardbeving in Gorkha in 2015 was een zogenaamde gedeeltelijke breuk. Het bracht slechts ongeveer de helft van de opgebouwde spanning van de fout vrij. "We verwachtten echt een nog grotere aardbeving, " legt Dal Zilio uit. "Ons model helpt ons te begrijpen waarom de gedeeltelijke breuk plaatsvond en wat de mogelijke scenario's voor de toekomst zijn."

Het ontwikkelen van een goed begrip van hoe de Himalaya groeit en verandert met de tijd en hoe de aardbevingscyclus wordt beïnvloed, is vooral belangrijk gezien de activiteit van de Main Himalayan Fault en de geschiedenis van het veroorzaken van grote aardbevingen (sommige zo groot als magnitude 8,8) die een van de de meest bevolkte gebieden op aarde.

De nieuwe Natuur Beoordelingen Aarde &Milieu paper is getiteld "De Himalaya bouwen van tektonische tot aardbevingsschalen."