Under miljontals år, Jordens toppar och dalar har flyttats och förskjutits, resulterar i de dramatiska landskapen av toppar och skuggor vi känner idag. Berg bildas ofta när trycket under jordens yta trycker uppåt, men många faktorer påverkar deras yttersta höjd, inklusive erosion av områdena mellan berg, kallas kanaler.

Forskare har länge antagit att när land pressas snabbare uppåt för att bilda ett berg, dess höjd ökar på ett kontinuerligt och förutsägbart sätt. Men ny forskning visar att dessa förutsägelser kan sluta fungera för de brantaste bergen och därför begränsa deras höjd - och detta kan gälla för avstånd på hela planeten.

"Folk har länge hävdat att när kanalerna blir brantare och brantare, erosionshastigheten fortsätter att öka, "sa George Hilley, professor i geologiska vetenskaper vid Stanford University's School of Earth, Energy &Environmental Sciences (Stanford Earth) och huvudförfattare till en studie publicerad i Naturgeovetenskap 16 september "Vi finner att teorin fungerar riktigt bra fram till en viss punkt och sedan bryts den ned empiriskt - det verkar som om något annat sparkar in som vi inte helt förstår."

Forskarna analyserade prover från ett brett spektrum av bergslandskap över tropikerna, inklusive Venezuela, Brasilien, Guatemala, Costa Rica och Taiwan, kontrollera för bergart och klimatförhållanden för att bedöma parallella jämförelser. De fann att efter att bergen nått en viss höjd, kanaler mellan berg blir plötsligt extremt känsliga för subtila förändringar i deras lutningar, därigenom begränsa höjden på bergen ovanför. De lade till data från hundratals bergskedjor världen över och fann att de följde ett liknande mönster:höjden, eller lättnad, av landskapet är täckt efter att ha korsat en tröskel som drivs av kanals branthet.

"Markområden ovanför kanaler kommer sannolikt att styras av hur snabbt en flod kan skära ner - detta är det ramverk som vi förstår hur bergens höjd varierar beroende på klimat och kollision av kontinenter, "Sade Hilley. "Anomalien vi observerade är ett slags mysterium och är inte nödvändigtvis vad konventionell teori kan förutsäga."

Forskningseffekter

Genom att bevisa denna mystiska faktor som påverkar bergshöjden, forskningen kan påverka annat arbete, t.ex. studier om sambandet mellan bergserosion och klimat – viktiga faktorer för att förstå forntida klimat och förutsäga framtida mönster.

"Vårt arbete tillför ett intressant djup till några av dessa studier, eftersom det sätt på vilket jordens topografi förändras när klimatet blir mer eller mindre erosivt också kan förändras när tröskeln närmar sig, "Sa Hilley.

Arbetet har också implikationer för bergsbildningens geofysiska länkar, som forskare är intresserade av att utforska för att förstå den dolda aktiviteten hos tektoniska rörelser under våra fötter.

"Människor som jag har alltid hoppats att du faktiskt kan använda topografin för att säga något om hur snabbt fel kan glida, " Sa Hilley. "Vad våra resultat säger är att du fortfarande kan göra det i landskap som är måttligt branta, men det kan bli allt svårare när landskapen blir brantare."

Globala mönster

Forskarna tog ett fundamentalt annorlunda tillvägagångssätt för forskningen genom att söka i världen efter förhållanden som avslöjar förändringar i bergshöjd snarare än att fokusera på bara en plats. Den sökningen fick dem att fokusera på avstånden i tropikerna, men slutsatserna var konsekventa i alla regioner i världen och kan också tillämpas för att förstå gammal topografi.

"Himalaya höjs ganska snabbt och de avslöjar ganska hårda stenar, och verkligen, när du mäter upp dem, de är ganska nära denna tröskel, " sa han. "Du kanske kan ta den här tröskeln med bara den moderna konfigurationen av landskapet och faktiskt sätta en övre gräns för hur topografin i det antika Himalaya såg ut."

Hilley sa att resultaten av studien var överraskande, samt det faktum att de förblev konsekventa jämfört med globala data.

"I efterhand är det vettigt när man ser på det från det övergripande sammanhanget av hur vår planet faktiskt ser ut, "Sa Hilley." Det talar verkligen om att det kan finnas massor av bördiga grunder för att utforska varför detta kan hända. Det pekar också på det faktum att det kan vara något med hur floder går in som vi bara inte förstår ännu."