Table of Contents

Оригинальное название: The Living Planet Beneath Our Feet

Стойте у подножия Эвереста, глядя вверх на самую высокую в мире вершину, пронизывающую облака на высоте 29 032 фута. Вершина возвышается почти на шесть миль над уровнем моря — но, что примечательно, геологи обнаружили морские окаменелости вблизи вершины, древние остатки морских существ, которые жили в океане сотни миллионов лет назад. Как скалы, образовавшиеся на дне древнего моря, оказались на крыше мира?

Или представьте себе горы Анд, простирающиеся на 4300 миль вдоль западного края Южной Америки — самого длинного континентального горного хребта на Земле. На этих вершинах находятся сотни действующих вулканов, часто происходят землетрясения и продолжают расти даже сегодня. Какие огромные силы могут создать и поддерживать такое геологическое насилие?

Ответ на оба вопроса лежит в одном из самых мощных и преобразующих процессов Земли: Тектоника плит. Этот фундаментальный геологический механизм не просто объясняет, как образуются горы — он показывает Землю как динамичную, постоянно меняющуюся планету, где континенты дрейфуют по всему земному шару, океанские бассейны открыты и близки, а массивные горные хребты поднимаются и разрушаются в течение огромных промежутков времени.

Горы представляют собой нечто большее, чем живописные ландшафты или места отдыха. Они глубоко влияют на климатические модели, блокируя погодные системы и создавая дождевые тени. Они стимулируют эволюцию, изолируя популяции и создавая уникальные экосистемы. Они обеспечивают пресную воду миллиардам людей через таяние снега и ледники. И они рассказывают историю 4,5-миллиардной истории Земли, сохраняя свидетельства древних океанов, климата и форм жизни в своих скалах.

Это всеобъемлющее руководство исследует увлекательную науку горного формирования, от фундаментальных механизмов тектоники плит до конкретных процессов, которые создают различные типы гор, изучая реальные примеры величайших вершин и хребтов Земли, понимая огромные временные рамки, и оценивая, как эти процессы продолжают формировать нашу планету сегодня.

Понимание тектоники плит: движущаяся поверхность Земли

Прежде чем исследовать, как образуются горы, мы должны понять революционную теорию, которая объяснила их происхождение и изменила наше понимание Земли.

Структура внутренних частей Земли

Земля не является твердой по всей поверхности, но состоит из различных слоев с различными физическими свойствами.

Внутреннее ядро (1,220 км радиуса): Твердое железо и никель при температуре около 5,400°C. Несмотря на экстремальные температуры, огромное давление сохраняет это ядро твердым.

Внешнее ядро толщиной 2300 км: Жидкое железо и никель, окружающие внутреннее ядро. Конвекционные токи в этом слое генерируют магнитное поле Земли через эффект геодинамо.

Мантия толщиной 2900 км (2900 км): Мантия состоит из около 84% объема Земли, твердая порода, которая, тем не менее, медленно течет в геологических временных масштабах через процесс, называемый конвекцией твердого тела.

Астеносфера (приблизительно 80—200 км глубины): Верхняя часть мантии, где скала достаточно близка к точке плавления, чтобы течь пластически. Механическая слабость этого слоя позволяет жестким пластинам выше двигаться.

Литосфера (0—100 км толщиной): Жесткая внешняя оболочка Земли, состоящая из коры и верхней мантии.Литосфера разбита на тектонические плиты, которые плавают на астеносфере.

Кора: Наружный слой, разделенный на океаническую кору (денсер, толщиной 5-10 км, в первую очередь базальтовая порода) и континентальную кору (менее плотная, толщиной 30-70 км, в первую очередь гранитная порода).

Эта слоистая структура создает условия, необходимые для тектоники плит — жесткой внешней оболочки, плавающей на более слабой, текучей внутренней поверхности.

How Do Mountains Form? Plate Tectonics 101

Революционная теория тектоники плит

Теория тектоники плит возникла в 1960-х годах, синтезируя десятилетия наблюдений в единое объяснение геологической активности Земли.

Континентальный дрейф (начало 1900-х годов): Альфред Вегенер предположил, что континенты когда-то были объединены в суперконтинент под названием Пангея и впоследствии разошлись.

Расширение полумесяца (1960-е годы): открытие того, что новая океаническая кора образуется в срединно-океанических хребтах и распространяется наружу, обеспечило механизм континентального дрейфа.

Теория тектоники плит (FLT: 1) (конец 1960-х): Интеграция этих концепций показала, что литосфера Земли состоит из жестких пластин, движущихся над астеносферой, приводимых в движение конвекцией мантии.

Эта теория произвела революцию в геологии, объяснив не только горное образование, но и землетрясения, вулканы, распределение окаменелостей и типов горных пород, а также конфигурацию континентов и океанских бассейнов.

Тектонические плиты: движущиеся кусочки головоломки Земли

Литосфера разделена на семь основных плит и множество меньших:

Основные пластины:

  • Тихоокеанская плита (крупнейшая, преимущественно океаническая)
  • Североамериканская плита
  • Евразийская плита
  • Африканская плита
  • Антарктическая плита
  • Индо-Австралийская плита
  • Южноамериканская плита

Небольшие таблички:

  • Карибская плита
  • Аравийская плита
  • Плита Наска
  • Филиппинская морская плита
  • Кокосовая плита
  • Пластина Хуан де Фука

Эти плиты варьируются от тысяч до десятков тысяч километров в поперечнике и включают в себя как океаническую, так и континентальную кору, или комбинации обоих.

Что движет движением плиты?

Тектонические плиты движутся со скоростью 1-10 сантиметров в год — примерно так растут ногти — управляемые несколькими механизмами:

Конвекция мантии: Тепло от ядра Земли и радиоактивный распад в мантии создают конвекционные токи. Горячий материал мантии поднимается, охлаждается вблизи поверхности, затем снова опускается, приводя в движение циркуляцию, которая тащит пластины вдоль.

Ridge Push: На срединно-океанических хребтах, где образуется новая кора, приподнятая топография создаёт гравитационную силу, отталкивающую пластины от хребта.

Slab Pull: Там, где океанические плиты субдукции в мантию, холодная, плотная тонущая плита тянет остальную часть пластины за собой. Это, вероятно, самая сильная сила, приводящая пластину движение.

Мантийные сливы: Возвышающиеся колонны аномально горячего мантийного материала (горячие точки) создают вулканическую активность и могут влиять на движение плит, хотя их роль остается предметом дискуссий.

Эти силы объединяются, чтобы поддерживать тектонические плиты Земли в постоянном движении, создавая условия для строительства гор.

Границы плит: где рождаются горы

Горы образуются в основном на границах плит — зонах, где взаимодействуют тектонические плиты.Понимание этих пограничных типов имеет важное значение для понимания горного образования.

Сходящиеся границы: где сталкиваются плиты

Сходящиеся границы возникают там, где плиты движутся навстречу друг другу, создавая огромные компрессионные силы, которые строят самые высокие и драматические горные хребты в мире. Конкретный тип горного образования зависит от того, какие типы коры сталкиваются.

Континентально-континентальное столкновение: самые высокие горы

Когда сталкиваются две континентальные плиты, ни одна из них не может субдукции, потому что континентальная кора слишком легкая и плавучая , чтобы погрузиться в более плотную мантию. Вместо этого кора резко утолщается через складывание, разлом и подъем, создавая самые высокие горные хребты в мире.

Процесс:

  1. Подход: Две континентальные плиты дрейфуют друг к другу, часто с океанским бассейном между ними
  2. Закрытие океана: океаническая кора между континентами субдукция, постепенно закрывающая океан
  3. Континентальное столкновение: Когда океан полностью закрывается, континентальные окраины сталкиваются
  4. Хрустальное утолщение: Неспособность к субдукции, сгибы континентальной коры, неисправности и стекания на себя
  5. Упрощение: утолщенная кора поднимается изостатически (как плавающий айсберг, поднимающийся при добавлении веса)
  6. Продолжающееся столкновение : Горное строительство продолжается до тех пор, пока плиты сходятся

Гималаи: самый большой горный хребет Земли[1]

Гималаи являются ярким примером континентальных горных столкновений:

История формирования: Около 50 миллионов лет назад Индийская плита (первоначально часть древнего суперконтинента Гондвана) столкнулась с Евразийской плитой после того, как океан Тетис между ними закрылся. Столкновение продолжается и сегодня — Индия движется на север примерно на 5 см/год, поднимая Гималаи выше.

Шкала: Гималаи простираются примерно на 2400 км по северной Индии, Пакистану, Бутану и Непалу, ширина которых превышает 350 км. Диапазон содержит все 14 вершин высотой более 8000 метров (26 247 футов), включая гору Эверест.

Толщина кристалла: Столкновение создало кору толщиной до 70 км — более чем в два раза больше нормальной континентальной толщины.

Продолжающийся подъем: Гималаи продолжают расти примерно на 5 мм в год, хотя эрозия частично компенсирует этот подъем.

Второй эффект: столкновение создало Тибетское плато — самое высокое и самое большое плато на Земле на средних высотах, превышающих 4500 метров (14 800 футов), часто называемое «крышей мира».

Другие примеры:

  • Альпы: столкновение между африканскими и евразийскими плитами, создающее драматические пики Швейцарии
  • Загросские горы: Столкновение между Аравийской и Евразийской плитами в Иране и Ираке
  • Аппалачи: Древние горы образовались 480-300 миллионов лет назад, когда прото-Северная Америка столкнулась с прото-Африкой и прото-Европой во время собрания Пангеи

Океанско-континентальное столкновение: вулканические цепи гор

Когда океаническая плита сталкивается с континентальной плитой, более плотная океаническая кора субдукция (потоки) под более легкой континентальной корой, создавая зону субдукции. Этот процесс строит вулканические горные цепи вдоль континентальных краев.

Процесс:

  1. Субдукция: Океаническая пластина опускается в мантию под углом (обычно 30-60°)
  2. Мелтинг : По мере опускания пластины повышение температуры и давления приводит к выделению воды богатыми водой минералами
  3. Поколение магмы: вода понижает температуру плавления мантийной породы над субдукционной плитой, вызывая частичное плавление
  4. Восстание магмы: Плавающая магма поднимается через континентальную кору
  5. Вулканические извержения: Магма извергается на поверхности, создавая вулканические горы
  6. Хрустальная деформация: Сжатие на границе плиты также вызывает складывание и разлом, добавляя к горному строительству

Анды: самый длинный континентальный хребет в мире

Анды являются примером океанических и континентальных горных столкновений:

Формирование: Плита Наска (океаническая) подводит под Южно-Американскую плиту (континентальная), создавая зону субдукции вдоль западного побережья Южной Америки. Этот процесс начался около 200 миллионов лет назад, но ускорился 25 миллионов лет назад.

Растяжение: 7000 км от Венесуэлы до Чили и Аргентины — самый длинный континентальный горный массив на Земле.

Вулканизм: В Андах находится более 200 вулканов, в том числе много активных.Вулканическая цепь отражает расположение зоны субдукции.

Зона субдукции генерирует частые и иногда разрушительные землетрясения, включая землетрясение 1960 года в Вальдивии — самое мощное из когда-либо зарегистрированных на магнитуде 9,5.

Высота: Несмотря на то, что это вулканические, а не чисто столкновения гор, несколько андских пиков превышают 6000 метров (19 685 футов), а Аконкагуа достигает 6 961 метра (22 838 футов) - самый высокий пик за пределами Азии.

Другие примеры:

  • Каскадный хребет: Хуан де Фука Плейт субдукция под Североамериканской плитой, создание вулканов, таких как гора Ренье, гора Сент-Хеленс и гора Гуд
  • Алеутский хребет: Тихоокеанская плита, субдукция под Североамериканской плитой на Аляске
  • Японские Альпы: Тихоокеанские и Филиппинские морские плиты, субдукционирующие под Евразийской плитой

Океано-океаническое столкновение: островные дуги

Когда две океанические плиты сталкиваются, более старая, более плотная плита обычно субдукция под более молодой, создавая вулканические островные дуги — цепи вулканических островов, параллельных зоне субдукции.

Примеры:

  • Марьянские острова: Включая Марианскую впадину — самую глубокую точку Земли
  • Алеутские острова: Вулканическая дуга на Аляске
  • Карибские острова: Малые Антильские острова вулканическая дуга
  • Японские острова: образованы несколькими зонами субдукции

Хотя они создают горы, поднимающиеся с морского дна, они обычно не классифицируются с континентальными горными хребтами.

Расходящиеся границы: горы, рожденные в результате рифтинга

Разнонаправленные границы возникают там, где плиты раздвигаются, позволяя мантийному материалу подниматься, частично плавиться и образовывать новую кору.В то время как, возможно, нелогичный процесс создает горы — в основном подводные, но иногда на суше.

Середина океана: самая длинная цепь гор Земли

Среднеокеанские хребты образуются там, где океанические плиты расходятся:

Процесс:

  1. Пластины разделяются, создавая разрыв в литосфере
  2. Главная астеносфера поднимается, чтобы заполнить пробел
  3. Снижение давления вызывает частичное плавление, генерируя базальтовую магму
  4. Магма извергается вдоль оси хребта, создавая новую океаническую кору
  5. Новая кора охлаждается и затвердевает, затем распространяется от хребта
  6. Непрерывная вулканическая активность создает подводный горный хребет

Среднеатлантический хребет: скрытые горные гиганты]

Среднеатлантический хребет является классическим примером:

Длина: 16 000 км вниз по центру Атлантического океана от Арктики до Антарктиды — самого длинного горного хребта на Земле.

Высота: высота 2 000-3 000 метров над окружающим дном океана, с некоторыми пиками, разрушающими поверхность как вулканические острова (Исландия, Азорские острова, Остров Вознесения).

Исландия: Редкое место, где срединно-океанический хребет поднимается над уровнем моря, позволяя прямо наблюдать за процессами рифтинга. Исландия буквально раздвигается, расширяясь примерно на 2 см в год.

Расширение полу: По мере того, как новая кора образуется на гребне, она отталкивает старую кору, создавая симметричные магнитные узоры, которые предоставили важные доказательства тектоники плит.

Другие примеры:

  • Восстание в восточной части Тихого океана: самый быстрый темп распространения (более 15 см/год)
  • Юго-западный Индийский хребет: самый медленный темп распространения (около 1,5 см/год)

Континентальные разломы: горы от разъединения

Когда континенты начинают разваливаться, процесс создает отличительные особенности гор:

Формирование долины Рифта:

  1. Напряженные силы растягивают континентальную кору
  2. Кора тонет и в конечном итоге ломается вдоль нормальных разломов.
  3. Центральный блок падает вниз, создавая рифтовую долину.
  4. Блоки с обеих сторон остаются высокими, образуя параллельные горные цепи.
  5. Вулканическая активность часто сопровождает рифтинг, когда магма поднимается через истонченную кору.

Восточноафриканская рифтовая система: раскол континента

Восточноафриканский разлом демонстрирует активное континентальное рифтинг:

Протяженность : Протяженность 3000 км от Красного моря через Восточную Африку Процесс : Африка буквально раскалывается — Сомалийская плита отделяется от Нубийской плиты Особенности : Рифтовая долина окружена возвышенностями и вулканическими горами Вулканы : Включает гору Килиманджаро (5,895 м) и гору Кения (5,199 м) Будущее : Через миллионы лет трещина может стать новым океанским бассейном, отделяющим Восточную Африку от остальной части континента

Другие примеры:

  • Провинция Бассейн и хребет: Юго-запад США, где континентальная кора была растянута и сломана
  • Рио-Гранде-Рифт (FLT:0) Рио-Гранде-Рифт (FLT:1) – создание гор, окружающих долину Рио-Гранде в Нью-Мексико.

Границы трансформации: минимальное горное здание

Границы трансформации происходят там, где плиты скользят горизонтально мимо друг друга, создавая зоны разломов, а не горы.Однако местное сжатие и поднятие вдоль этих разломов могут создавать скромные горные особенности.

Сан-Андреас разлом (FLT:0) Сан-Андреас разлом (FLT:1): Тихоокеанская плита скользит на северо-запад мимо Североамериканской плиты примерно на 5 см/год. В то время как разлом Сан-Андреас сам по себе не строит крупные горы, близлежащие системы разломов и деформация коры способствовали горному строительству в Калифорнии.

Поперечные хребты: Южные Калифорнийские хребты, такие как горы Сан-Габриэль, были подняты сжатием, где изгиб Сан-Андреас, создавая локализованную конвергенцию.

Другие процессы горного строительства

За пределами плиты горами создаются несколько других механизмов:

Горы с разломом: взлом и тильтинг

Горы с разломами образуются, когда большие блоки коры разрываются вдоль разломов и движутся вертикально относительно друг друга, часто в ответ на силы расширения (растяжения).

Процесс формирования:

  1. Напряженный стресс растягивает кору
  2. Кора ломается вдоль нормальных разломов
  3. Некоторые блоки падают вниз (грабены), образуя долины.
  4. Другие блоки остаются повышенными или наклоненными вверх (горстки), образуя горные хребты.
  5. Обломки (стальные утесы) отмечают линии разломов

Сьерра-Невада: Наклонный блок

Сьерра-Невада в Калифорнии иллюстрирует горы, блокирующие разломы:

Формирование: массивный блок гранита, наклоненный вверх по разломам на его восточной стороне, создавая драматический восточный откос, в то время как западный склон остается мягким.

Шкала : Около 650 км в длину и 100 км в ширину, с пиками, превышающими 4000 метров (13 000 футов), включая гору Уитни на 4421 метре (14 505 футов) — самый высокий пик в смежных Соединенных Штатах.

Возраст: Начало формирования около 20 миллионов лет назад, с увеличением подъема за последние 10 миллионов лет.

Другие примеры:

  • Гранд Тетонс: Наклонный блок разлома в Вайоминге с драматическим восточным лицом
  • Диапазон неисправностей: Диапазон блоков неисправностей Юты с заметными дефектными защелками
  • Воссе и Черный лес: Зеркальные разломы на противоположных сторонах Рейн-Грабена в Европе

Вулканические горы: построенные огнем

Вулканические горы формируются путем накопления изверженного материала, а не тектонического столкновения или подъема.В то время как многие вулканы происходят на сходящихся границах плит (уже обсуждались), другие формируются с помощью различных механизмов.

Вулканы Hotspot

Горячие точки являются стационарными шлейфами аномально горячей мантии, которые генерируют вулканизм независимо от границ плит:

Гавайские острова: Вулканизм Пояса Конвейера

Сеть Гавайских островов демонстрирует вулканизм горячей точки:

Формирование: Мантийный шлейф создаёт горячую точку под Тихоокеанской плитой. По мере того, как плита движется на северо-запад над стационарной горячей точкой, вулканы образуются, а затем вымирают, когда они уносятся от источника тепла. Новый вулкан формируется над горячей точкой, создавая цепь постепенно более старых вулканических гор.

Текущая активность: Большой остров Гавайев находится над горячей точкой и остается вулканически активным, а Мауна-Лоа и Килауэа являются одними из самых активных вулканов Земли.

Мауна-Кеа, измеренная от ее основания на дне океана, стоит 10 203 метра (33 476 футов) в высоту - выше, чем гора Эверест от уровня моря, хотя только 4 207 метров (13 803 фута) поднимается над уровнем моря.

Другие примеры горячих точек:

  • Желтоустон: Континентальная точка, создающая вулканические особенности в Вайоминге
  • Исландия: Горячая точка, совпадающая с Срединно-Атлантическим хребтом
  • Галапагосские острова: Горячая точка в восточной части Тихого океана

Щитовые вулканы против Стратоволкано

Вулканические горы принимают различные формы в зависимости от стиля извержения:

Щитные вулканы: Широкие, мягко наклонные горы, построенные плавными базальтовыми потоками лавы. Гавайские вулканы иллюстрируют этот тип.

Стратовулканы (Совместные вулканы): Стойкие, конусообразные горы, построенные чередующимися слоями лавовых потоков, пепла и вулканического мусора.Больше взрывных извержений создают эти драматические пики. Примеры включают гору Фудзи, гору Ренье и гору Везувий.

Купольные горы: подняты без извержения

Купольные горы образуются, когда магма вторгается под поверхность, но не извергается, толкая слои горных пород вверх в форму купола.Эрозия позже удаляет более мягкие осадочные породы, обнажая более твердое магматическое ядро.

Черные холмы: Черные холмы Южной Дакоты образовались через поднятие купола, с кристаллическими породами, выставленными в центре, окруженными осадочными слоями, опускающимися.

Другие примеры:

  • Адирондакские горы: Куполовые горы Нью-Йорка
  • Озаркские горы: Миссури и Арканзасский эрозионный купол

График времени горного строительства: терпение измеряется миллионами

Горное образование действует в трудных для понимания человеком временных рамках.Понимание этих огромных периодов помогает оценить постепенную, но неумолимую силу тектоники плит.

Орогения: процесс строительства гор

Орогение относится к эпизодам горного строительства, обычно длящимся десятки миллионов лет:

Фаза коллизии: При первоначальном столкновении пластин происходит максимальное сжатие и подъем. Эта фаза может длиться 10-50 миллионов лет.

Продолжающаяся конвергенция : Пока движение плит продолжается, горы продолжают расти, хотя темпы могут уменьшаться по мере увеличения сопротивления.

Эрозионное равновесие (FLT:1): В конце концов, эрозия балансирует с подъемом, при этом горы не поднимаются и не падают значительно.

Пост-орогенная эволюция: Когда конвергенция плит прекращается, доминирует эрозия, постепенно стирая горы.

Примеры шкалы времени строительства гор

Гималайяс: Столкновение Индии и Азии началось около 50 миллионов лет назад и продолжается и сегодня.Самый быстрый подъем произошел 25-15 миллионов лет назад.

Анды: Андское горное строительство происходило в несколько фаз в течение 200 миллионов лет, при этом современные Анды в значительной степени формировались в последние 25 миллионов лет.

Аппалачи: Эти древние горы образовались во время множественных орогений 480—300 миллионов лет назад, когда Северная Америка столкнулась с Африкой и Европой во время собрания Пангеи.Как только они достигли Гималаев, эрозия сократила их до скромных высот за сотни миллионов лет.

Альпы: Столкновение Африки и Европы, создавшее Альпы, началось около 65 миллионов лет назад, а основная фаза горообразования произошла 35-15 миллионов лет назад.

Темпы подъема и эрозии

Типичные скорости подъема: Большинство горных хребтов поднимаются на 1-10 мм в год. Гималаи приблизительно 5 мм/год представляют собой быстрый темп.

Скорость эрозии: сильно зависит от климата, типа породы и высоты. Частота эрозии 0,1-2 мм в год является общей, то есть эрозия может идти в ногу с подъемом или превышать его.

Изостатический баланс: по мере того, как эрозия снимает вес, горы поднимаются изостатически (как плавающий объект, поднимающийся при снятии нагрузки), продлевая их высоту.

Net Результат : Растёт или уменьшается гора, зависит от баланса между тектоническим подъёмом и эрозией. Активные горные хребты обычно показывают чистый рост, в то время как тектонически неактивные хребты постепенно разрушаются.

Цикл продолжается: горы поднимаются и опускаются

Горное строительство представляет собой одну фазу в горном цикле (FLT:0) — непрерывное преобразование горных пород посредством геологических процессов.

От гор до осадков

Погода: Физические (замораживание, тепловое расширение) и химические (растворение, окисление) процессы разрушают породы на поверхности Земли.

Эрозия : Вода, ветер, лед и гравитация транспортировали выветрившийся материал вниз по склону и вниз по течению.

Депозиция : Размытые осадочные породы накапливаются в бассейнах — дельтах рек, днах озер, океанских днах — образуя осадочные слои.

Литификация: Со временем давление и химическое цементирование превращают рыхлый осадок в осадочные породы.

От осадка до гор снова

Субдукция: Осадки на океанической коре могут быть соскаблены и приращены к континентам во время субдукции.

Коллизия: При столкновении континентов осадочные породы, осажденные в промежуточных океанских бассейнах, сжимаются, складываются и включаются в новые горы.

Метаморфизм: Интенсивное давление и температура во время горного строительства превращают осадочные породы в метаморфические породы.

Мелтинг: На большой глубине камни могут плавиться, в конечном итоге охлаждаясь, образуя магматические породы, завершающие цикл.

Цикл Суперконтинента

В еще больших масштабах континенты периодически собираются в суперконтиненты, а затем распадаются на части.

Собрание: Континенты сходятся, закрывая океанские бассейны и строя горные хребты.

Пангея (FLT:0) Пангея (FLT:1): Самый последний суперконтинент существовал около 300-200 миллионов лет назад.

Разрыв : Разлом разделяет суперконтиненты, создавая новые океанские бассейны.

Распределение : континенты дрейфуют до максимального разделения.

Пересборка : Континенты снова начинают сближаться к новому суперконтиненту.

Этот цикл занимает около 500-700 миллионов лет, чтобы завершить. Горы формируются во время как сборки (горы столкновения) и распада (подъем, связанный с рифтом).

Почему горное строительство имеет значение: за пределами живописной красоты

Горы оказывают глубокое влияние на системы Земли и человеческую цивилизацию.

Климат и погода

Орографические осадки: Горы вынуждают воздух подниматься вверх, вызывая охлаждение и осадки на наветренных склонах, создавая дождевые тени на подветренных сторонах.Анды создают пустыню Атакама — самое сухое место Земли.

Глобальный климат: Основные горные хребты влияют на атмосферные циркуляции и муссоновые системы. Гималаи управляют азиатским муссоном, затрагивающим миллиарды людей.

Ледники и снежный покров: Горные ледники и сезонный снежный покров обеспечивают пресную воду миллиардам ниже по течению.

Экосистемы и биоразнообразие

Разнообразие среды обитания: Градиенты повышения создают несколько климатических зон на коротких расстояниях, поддерживая разнообразные экосистемы.

Изоляция и видообразование: Горы изолируют популяции, стимулируя эволюционное расхождение и создавая горячие точки биоразнообразия.

Эндемические виды: Многие горные хребты содержат уникальные виды, которые больше нигде не встречаются.

Ресурсы

Минералы: Горное строительство концентрирует ценные минералы посредством метаморфизма, гидротермальной активности и плутонизма.Многие крупные месторождения полезных ископаемых встречаются в горных поясах.

Вода: Горы захватывают и хранят осадки, питая реки, которые поставляют воду в низменности.

Леса[1]: Горные леса обеспечивают древесину и регулируют поток воды.

Влияние человека

Население: Несмотря на то, что горы являются прочными, они составляют около 12% мирового населения и влияют на водоснабжение примерно половины человечества.

Культурное разнообразие: географическая изоляция в горах сохранила языковое и культурное разнообразие.

Отдых и туризм: Горы привлекают миллионы посетителей для отдыха и туризма, стимулируя значительную экономическую активность.

Опасности: Горы также представляют опасность — оползни, лавины, наводнения ледниковых озер и извержения вулканов влияют на горные сообщества.

Динамическая Земля, Вечные горы

Горы представляют собой самые драматические и устойчивые особенности Земли, но они являются продуктами непрерывных изменений, вызванных тектоникой плит — медленным, но неумолимым движением поверхности нашей планеты. Каждый горный хребет рассказывает историю: континентов, которые дрейфовали по всему земному шару, столкнулись с огромной силой и двинулись в небо; вулканических цепей, отмечающих, где океаническая кора погружается в мантию; трещин, где континенты начинают разрываться; горячих точек, где мантийные плюмы пробиваются через движущиеся пластины.

Гималаи показывают столкновение, которое все еще продолжается, с Индией, продолжающей свой северный марш в Азию на 5 сантиметров в год - незаметно для человеческого восприятия, но достаточно мощное, чтобы поднять самые высокие вершины Земли. Анды документируют 200 миллионов лет субдукции, с их активными вулканами, напоминающими нам, что горостроение - это не древняя история, а непрерывный процесс. Древние Аппалачи, когда-то соперничавшие с Гималаями по высоте, показывают конечную судьбу всех гор - эрозия постепенно изнашивает их, хотя для этого требуются сотни миллионов лет.

Понимание того, как горы формируются через тектонику плит, показывает Землю как динамическую, живую планету, где твердая почва под нашими ногами является чем-то, кроме статической. континенты дрейфуют, океанские бассейны открываются и закрываются, а горы поднимаются и разрушаются в бесконечном цикле, охватывающем миллиарды лет. Эта перспектива трансформирует то, как мы рассматриваем не только горы, но и саму Землю - не как статический фон для жизни, а как активного участника, формирующего условия, которые делают жизнь возможной.

Тектоника плит приводит в движение не только горное строительство. Она перерабатывает материал коры, принося свежие питательные вещества на поверхность, в то время как закапывает органический углерод. Она управляет углеродным циклом, который регулирует климат Земли в течение геологического времени. Она создает разнообразные среды, которые способствуют биоразнообразию. Она генерирует вулканическую активность, которая извергает газ в атмосферу и океаны. Без тектоники плит Земля, вероятно, была бы безжизненным, покрытым водой миром с минимальным топографическим рельефом — так же, как Венера, планета аналогичного размера, которой, по-видимому, не хватает тектоники плит.

В следующий раз, когда вы смотрите на горный хребет — будь то парящие вершины Скалистых гор, вулканические конусы Каскадов, древние округлые вершины Аппалачей или далекие заснеженные Гималаи — помните, что вы наблюдаете медленное, мощное искусство тектоники плит. Эти горы являются памятниками динамичной природы Земли, записи о планете в постоянном движении и напоминания о том, что даже черты, которые кажутся вечными на человеческих временных масштабах, являются временными на геологических временных масштабах.

И процесс продолжается. Горы растут даже сейчас - Гималаи, возможно, 5 миллиметров в этом году, Анды - в том же количестве. Вулканы извергаются, строят новые горы, даже когда эрозия изнашивает старые. Континенты продолжают свой медленный дрейф к возможному новому суперконтиненту сотни миллионов лет спустя. История строительства гор не закончена - это история без конца, пока внутренняя часть Земли остается достаточно горячей, чтобы управлять тектоникой плит, пока наша планета остается геологически живой.

Дополнительные ресурсы

Для тех, кто ищет более глубокое понимание тектоники плит и горного образования, Геологическая служба Соединенных Штатов предоставляет всесторонние образовательные ресурсы по тектонике плит, опасности землетрясений и вулканической активности.

Программа глобального вулканизма Смитсоновского института предлагает подробную информацию о вулканических горах по всему миру, включая истории извержений, текущую активность и геологические процессы, стоящие за вулканическим горным строительством.

Everyday Geo Icon