science >> Wetenschap >  >> Natuur

Welke krachten beheersen de hoogte van bergen?

Het Puna-plateau maakt deel uit van de Centrale Andes, een berggordel waarin de hoogte voornamelijk wordt aangedreven door lithosferische kracht en tektonische krachten. Krediet:Mitchell D'Arcy voor GFZ

Wetenschappers hebben een nieuw classificatieschema voor berggordels bedacht dat slechts één cijfer gebruikt om te beschrijven of de hoogte van de berggordel voornamelijk wordt bepaald door verwering en erosie of door eigenschappen van de aardkorst, d.w.z. de lithosferische sterkte:de " Beaumont-nummer" (Bm). Het is vernoemd naar Chris Beaumont, een wetenschapper die samen met zijn team gekoppelde modellen van oppervlakteprocessen en tektonische krachten ontwikkelde. De wetenschappers rapporteren over hun bevindingen in het huidige nummer van Nature .

Een Beaumont-getal tussen 0,4 en 0,5 betekent dat de bergen zich in een zogenaamde flux-steady-state bevinden waarin de bepalende factoren voor de groei van de bergen tektonische krachten en de lithosferische sterkte zijn, in evenwicht gehouden door verweringsprocessen zoals bijvoorbeeld in Taiwan. Met een Bm-waarde lager dan 0,4, zijn bergen ook in een stabiele toestand, maar met erosie als controlerende factor, zoals de Zuidelijke Alpen van Nieuw-Zeeland. Een Beaumont-getal boven 0,5 betekent dat de bergen nog steeds groeien (niet-stationair) waarbij de lithosferische kracht het proces beheerst. Voorbeelden voor dit type zijn het Himalaya-Tibet gebergte en de Centrale Andes.

Deze classificatie lost een al lang bestaande vraag op of tektonische krachten en sterkte van de aardkorst de bepalende factoren zijn voor de hoogte van de bergen of dat verweringsprocessen de baas zijn. De nieuwe studie zegt dat het het een of het ander kan zijn, afhankelijk van de geografische locatie, het klimaat en de ondergrondse eigenschappen.

Het team van wetenschappers onder leiding van Sebastian G. Wolf van de Universiteit van Bergen in Noorwegen gebruikte een nieuw gekoppeld oppervlakteproces en tektonische model op mantelschaal door het thermomechanische tektonische model FANTOM te combineren met het landschapsevolutiemodel FastScape. Zo waren ze in staat om hoge erosiesnelheden in sommige actieve orogenen te verzoenen met de overleving op lange termijn van berggordels gedurende honderden miljoenen jaren.

Jean Braun van het GFZ German Research Center for Geosciences, die co-auteur van het artikel was, zegt dat "met ons Beaumont-getal kunnen we bepalen in welke verhouding tektoniek, klimaat en aardkorst de hoogte van berggordels bepalen. En voor de meeste berggebieden gordels, dit kan worden gedaan zonder ingewikkelde metingen of aannames; het enige dat nodig is, is kennis van de convergentiesnelheid verkregen uit de huidige plaatsnelheden of plaatreconstructies, de hoogte van de berg verkregen uit een topografische kaart en de verkregen verbredingssnelheid uit het geologische record. In een notendop:of een berg klein of hoog is, is het product van langzame of snelle convergentie, een nat of droog klimaat, of een sterke of zwakke korst." Het Beaumont-getal geeft aan welke van deze drie factoren domineert.