Na Ziemi góry nie mogą rosnąć wyżej niż Mount Everest. Ale właściwie to dlaczego?
Wyobraź sobie świat, w którym góry są tak wysokie, że przedzierają się przez górną warstwę atmosfery i tworzą skalisty labirynt dla samolotów pasażerskich. Może gdzieś, na jednej z wielu egzoplanet, taki świat istnieje. Tu, na Ziemi, szczyty górskie nie mogą być wyższe od Mount Everest, który wznosi się na 8848 m n.p.m. Skoro nasza planeta jest wciąż aktywna tektonicznie i geologicznie, to co powstrzymuje góry od wzrostu?
Jak uciec grawitacji?
Nadine McQuarrie z Instytutu Geologii i Nauk o Środowisku University of Pittsburgh twierdzi, że istnieją dwa główne czynniki, które ograniczają wzrost gór. Pierwszym jest grawitacja. Większość gór powstaje w wyniku ruchów na powierzchni Ziemi zwanych tektoniką płyt. Naukowcy wiedzą, że skorupa ziemska jest ruchoma i podzielona na duże fragmenty, które poruszają się względem siebie. Kiedy dwie płyty się zderzą, siła uderzenia zmusza materiał z miejsca styku do przesunięcia się nad powierzchnię. Góry się wypiętrzają. W ten sposób powstały Himalaje, ze wspomnianym już Mount Everest.
Płyty wciąż na siebie napierają, a góry rosną, ale do pewnego momentu. Punktem granicznym jest taki, w którym siła tarcia jest zbyt mała, by pokonać siłę grawitacji. W pewnym momencie, góra staje się zbyt ciężka, a jej własna masa zatrzymuje jej wzrost powodowany przez ścieranie się płyt tektonicznych. Stephen Hawking dobrze powiedział, że nic we Wszechświecie nie jest w stanie jej pokonać. Ani planeta nie oprze się grawitacji gwiazdy, ani światło nie wyrwie się grawitacji czarnej dziury, ani tym bardziej góry nie wyzwolą się z sił przyciągania ziemskiego.
Góry mogą tworzyć się na inne sposoby. Archipelag Hawajów jest pochodzenia wulkanicznego. Utworzył się ze stopionych skał, które eksplodowały przez skorupę planety i zaczynały się piętrzyć. Ale bez względu na to, jak powstają góry, w końcu zawsze stają się zbyt ciężkie i ulegają sile grawitacji.
Oznacza to, że gdyby Ziemia miała mniejszą grawitację, obserwowalibyśmy wyższe szczyty. Doskonałym potwierdzeniem tej tezy jest Mars, gdzie góry są znacznie wyższe niż na Ziemi. Olympus Mons to najwyższy znany wulkan w Układzie Słonecznym – rozciąga się na wysokość 25 000 m. To prawie trzy razy więcej niż Mount Everest. Czy wyobrażacie sobie wspinaczkę na taki szczyt?
Ponieważ Czerwona Planeta ma słabą grawitację i jest aktywny wulkanicznie, przepływ lawy budującej góry na Marsie trwał dłużej niż na Ziemi. Co więcej, skorupa Marsa nie jest podzielona na płyty takie, jak nasza planeta. Na Ziemi, gdy płyty poruszają się wokół tzw. hotspotów (obszarów płaszcza, które wystrzeliwują pióropusze lawy), powstają nowe wulkany i umierają te dotychczas aktywne. Aktywność płaszcza Ziemi rozprowadza lawę na większym obszarze, tworząc wiele mniejszych wulkanów. Na Marsie jest odwrotnie – skorupa się nie porusza, a lawa gromadzi się w jednym punkcie. Mowa o Olympus Mons.
Rzeki jak rzeźbiarze
Drugim czynnikiem ograniczającym wzrost gór na Ziemi są rzeki. Początkowo sprawiają one, że szczyty wydają się wyższe – rzeźbią krawędzie i erodują materiał, tworząc głębokie szczeliny w pobliżu podstawy góry. Ale erozja rzeczna może być niebezpieczna, bo rzeźbione kanały stają się zbyt stronę – powoduje to powstawanie osuwisk, które w naturalny sposób transportują materiał z jednej części góry na drugi. To ogranicza wzrost samego szczytu.
W „Nature” opublikowano wyniki badań, które sugerują, że kiedy rzeki osiągają tzw. punkt stromości (ang. threshold steepness), ich wpływ na powiększanie się góry przez erozję jest ograniczony. Punkt stromości jest specyficzny dla każdego szczytu i zależy od wielu czynników zewnętrznych, ale na pewno ma niebagatelne znaczenie dla kształtowania górzystego krajobrazu.
Podwodne góry i wulkany są w podobny sposób ograniczone grawitacją i osuwiskami, ale zazwyczaj są znacznie wyższe niż szczyty lądowe. Dzieje się tak, ponieważ woda o większej gęstości wspiera je w walce z grawitacją bardziej niż powietrze.
Mount Everest jest powszechnie znany jako najwyższy szczyt Ziemi, ale jest wielu innych kandydatów do tego tytułu, jeżeli bralibyśmy pod uwagę także podwodne góry. Najwyższą górą na planecie jest Mauna Kea, nieaktywny wulkan na Hawajach – jeżeli mierzy się ją od podstawy zatopionej głęboko w Oceanie Spokojnym aż po szczyt. Przy takich obliczeniach Mauna Kea mierzy 10 210 m, czyli nieco więcej od Mount Everest. Ale ponad połowa wulkanu (6000 m) znajduje się poniżej poziomu morza, a sam szczyt znajduje się na wysokości 4205 m n.p.m. Przy takich rachunkach, Mount Everest jest ponad dwa razy wyższy od Mauna Kea.
Powyższe dysproporcje pokazują, że Ziemia nie jest jednorodna. Morza, oceany, góry i doliny to elementy krajobrazu, które nie są zawieszone w próżni. Wszystkie są ze sobą połączone, więc istnienie jednych można uzależniać od kondycji innych. Tym bardziej niepokojące są doniesienia o topnieniu lodowców spowodowanych globalnym ociepleniem, które – czy tego chcemy, czy nie – powodują, że wszystkie góry powolutku się kurczą.
