¿Pueden las montañas en la Tierra crecer más de 49 000 pies (15 000 m)?

Cómo interactúan exactamente los diferentes factores intrínsecos y extrínsecos para dar forma a montañas reales es un campo de investigación activo. Por lo tanto, no es posible decir exactamente qué tan alta podría llegar a ser una montaña en la tierra. Sin embargo, hay varios límites para eso.

En primer lugar, está el tema de la estabilidad de las rocas en sí. La roca tiene una resistencia a la compresión limitada, pero bastante peso (la densidad relativa de la roca es del orden de 2,5), por lo que si una montaña se vuelve demasiado alta, la roca en la base simplemente se desmoronará o se derretirá por la presión.

Terzagui (1962); Géotechnique, Volumen 12, Número 4, páginas 251 –270 calculó la altura teórica del acantilado vertical más alto como H=strength/weight[N/m^3], que llega a unos 7,5 km para el granito . Por supuesto, una montaña no es un acantilado vertical, y cuando duplica el valor de granito, obtiene aproximadamente 15 km en el OP (descargo de responsabilidad completo: no estoy 100% seguro de cómo exactamente agregar pendientes en el lado le da un factor de 2, pero me estoy quedando sin tiempo aquí). Tenga en cuenta que la fórmula anterior tiene en cuenta el peso de la roca, lo que significa que los planetas más pequeños pueden tener montañas más altas.

En realidad, estos números no son fácilmente alcanzables en la tierra. Existen numerosos factores intrínsecos que limitan la estabilidad de las rocas: grietas, pliegues, etc., como se detalla, por ejemplo, en Cruden (2003). Las formas de montañas frías y altas en rocas sedimentarias. Geomorphology 55:249 , o en Schmidt y Montgomery (1997). Límites al alivio. Ciencia, 270:617 .

Además, se ha argumentado en Brozovitch et al. (1997). Límites climáticos en el desarrollo del paisaje en el noroeste del Himalaya. Science 276:571 que es realmente la erosión a través de la glaciación lo que termina limitando la altura de la montaña.

La interacción entre el tectonismo y la erosión produce paisajes accidentados en regiones que se deforman activamente. En el Himalaya noroccidental, se encontró que la forma del paisaje era en gran medida independiente de las tasas de exhumación, pero las tendencias regionales en elevaciones medias y modales, hipsometría (distribución de frecuencia de altitud) y distribuciones de pendientes se correlacionaron con la extensión de la glaciación. Estas observaciones implican que en los cinturones montañosos que se cruzan con la línea de nieve, los procesos glaciales y periglaciales imponen un límite superior a la altitud, el relieve y el desarrollo de la topografía, independientemente de la tasa de los procesos tectónicos que operan.

Esto ha sido respaldado recientemente por Egholm et al. (2009). Efectos glaciales que limitan la altura de la montaña. Nature 460:884 , que realizan un análisis a mayor escala. El resumen de este documento que resume lo anterior mucho mejor que yo:

La altura de las cadenas montañosas refleja el equilibrio entre el levantamiento de rocas tectónicas, la fuerza de la corteza y la denudación de la superficie. Sin embargo, la deformación tectónica y la denudación de la superficie son interdependientes, y los mecanismos de retroalimentación, en particular, el vínculo potencial con el clima, son temas de intenso debate(1, 2). Se sabe que las variaciones espaciales en la tasa de denudación fluvial provocadas por los gradientes de precipitación proporcionan controles de primer orden sobre el ancho de las cadenas montañosas, las tasas de deformación de la corteza y el levantamiento de rocas(3, 4). Además, se cree que los límites de la resistencia de la corteza(5) restringen la elevación máxima de las grandes mesetas continentales, como las del Tíbet y los Andes centrales. Hay indicios de que la altura general de las cadenas montañosas también está directamente influenciada por la extensión de la glaciación a través de un mecanismo de denudación eficiente conocido como la sierra circular glacial (6, 7, 7). 8, 9). Aquí usamos un análisis global de la topografía y mostramos que las variaciones en la altura máxima de la montaña se correlacionan estrechamente con los gradientes controlados por el clima en la altitud de la línea de nieve para muchas cadenas montañosas altas a lo largo de edades orogénicas y estilos tectónicos. Con la ayuda de un modelo numérico, demostramos aún más cómo una combinación de destrucción por erosión de la topografía por encima de la línea de nieve por el deslizamiento de glaciares y el levantamiento isostático proporcional del paisaje causado por la descarga por erosión puede explicar las observaciones de la altura máxima de la montaña al conducir las elevaciones hacia una ventana de altitud justo por debajo de la línea de nieve. Por lo tanto, el modelo produce de forma coherente la firma hipsométrica de la sierra circular glacial y sugiere que las diferencias en la altura de las cadenas montañosas reflejan principalmente variaciones en el clima local en lugar de fuerzas tectónicas. Aquí usamos un análisis global de la topografía y mostramos que las variaciones en la altura máxima de la montaña se correlacionan estrechamente con los gradientes controlados por el clima en la altitud de la línea de nieve para muchas cadenas montañosas altas a lo largo de edades orogénicas y estilos tectónicos. Con la ayuda de un modelo numérico, demostramos aún más cómo una combinación de destrucción por erosión de la topografía por encima de la línea de nieve por el deslizamiento de glaciares y el levantamiento isostático proporcional del paisaje causado por la descarga por erosión puede explicar las observaciones de la altura máxima de la montaña al conducir las elevaciones hacia una ventana de altitud justo por debajo de la línea de nieve. Por lo tanto, el modelo produce de forma coherente la firma hipsométrica de la sierra circular glacial y sugiere que las diferencias en la altura de las cadenas montañosas reflejan principalmente variaciones en el clima local en lugar de fuerzas tectónicas. Aquí usamos un análisis global de la topografía y mostramos que las variaciones en la altura máxima de la montaña se correlacionan estrechamente con los gradientes controlados por el clima en la altitud de la línea de nieve para muchas cadenas montañosas altas a lo largo de edades orogénicas y estilos tectónicos. Con la ayuda de un modelo numérico, demostramos aún más cómo una combinación de destrucción por erosión de la topografía por encima de la línea de nieve por el deslizamiento de glaciares y el levantamiento isostático proporcional del paisaje causado por la descarga por erosión puede explicar las observaciones de la altura máxima de la montaña al conducir las elevaciones hacia una ventana de altitud justo por debajo de la línea de nieve. Por lo tanto, el modelo produce de forma coherente la firma hipsométrica de la sierra circular glacial y sugiere que las diferencias en la altura de las cadenas montañosas reflejan principalmente variaciones en el clima local en lugar de fuerzas tectónicas.

Aquí está el enlace a ref # 5 , que desafortunadamente no calcula la altura teórica máxima de una montaña. Supongo que los geólogos pueden mencionar estas cosas en charlas, pero no en publicaciones de revistas de alto nivel.

En resumen: el límite de 15 km puede ser plausible, pero es poco probable que alguna vez lo alcancen las montañas de la tierra real, incluso las de 10 km que se esconden de la mayor parte de la erosión en el mar.

Un ingeniero e instructor de la NASA que publicó en Quora dijo lo siguiente sobre la altura máxima de las montañas en la Tierra:

La gravedad tiene una relación proporcional inversa directa. Entonces, un planeta con una aceleración gravitatoria dos veces mayor que la de la Tierra podría tener una montaña la mitad de alta que una en la Tierra y un planeta con una aceleración gravitacional la mitad de la de la Tierra podría tener una montaña dos veces más alta que una en la Tierra.

Hay tres restricciones más significativas y todas se relacionan con la geología:

1) ¿De qué está hecha la montaña? Pon suficientes rocas encima de otras rocas y las que están en el fondo fallarán.

2) ¿Cuál es la resistencia al corte de la montaña? Ninguna estructura es perfecta y si se le da suficiente cizallamiento, una fractura hará que la montaña se rompa y la cima se deslice. Cuanto más ancha es la montaña, mayor es el impacto de la cizalla, cuanto más delgada es el impacto menor.

3) ¿Qué hay debajo de la montaña? Haga que la montaña sea lo suficientemente masiva y se hundirá (hundirá) en la estructura de abajo. En la Tierra tenemos placas tectónicas flotantes. Las montañas están limitadas por esto: no es casualidad que se crea que el monte Everest se encuentra sobre dos placas superpuestas para que no se hunda en el líquido.

Una de las ecuaciones que he visto que intenta resolver este problema es:

Hmax = Resistencia a la compresión de la roca/(densidad de la roca multiplicada por la aceleración gravitatoria)

Entonces, podemos ver que la gravedad es ciertamente un jugador, muchas montañas estarán limitadas por sus componentes.

Esta respuesta parecería confirmar la explicación de Jonas. Sin embargo, no aborda algunas formaciones exogeológicas, como Olympus Mons en Marte, que es aproximadamente tres veces más grande que formaciones similares que se encuentran en la Tierra, aunque la gravedad marciana es aproximadamente el 53% de la de la Tierra. Esto parece indicar que la relación entre la gravedad, la geología y la altura máxima puede ser demasiado compleja para resumirla con precisión en una sola regla empírica o una ecuación simple.

La publicación original en Quora se puede encontrar aquí , pero se necesita una cuenta de Quora para poder verla.

La respuesta de la NASA con una "regla general" sobre la altura máxima de la montaña es probablemente la mejor posible sin una gran subvención y mucho trabajo. Las islas de Hawai y el Everest son circunstancias muy diferentes. Supongamos que Hawai se forma entre el antiguo continente indio y el continente asiático. Hawaii se eleva sobre un punto caliente en la delgada corteza basáltica oceánica. Los magmas que forman las islas cambian de composición a magmas más livianos debido a cambios en el calor y la presión a medida que ascienden y se descomprimen. La fuerza de compresión general de la montaña dependería de la densidad promedio de la montaña dentro de su huella, más el peso de la columna de agua y la atmósfera sobre ella. Las islas hawaianas se mueven hacia el norte en la placa india a medida que se desliza sobre el punto de acceso y finalmente choca con el continente asiático. El lecho marino se subduce en la colisión, hundiéndose a través del manto, y las islas hawaianas se "arrancan" de la placa subducida para convertirse en terrenos ofiolíticos en el continente asiático. Ahora tienes rocas máficas pesadas donde las rocas más ligeras son la norma. Se produce una colisión más grande cuando India golpea y anula a Asia y empuja estas rocas pesadas hacia un Monte Everest continental debido a la compresión de la colisión y al ascenso de los batolitos de granito flotantes del derretimiento parcial de la placa de subducción y la cuña del manto. Nuestra montaña continental ahora se asienta sobre una gruesa roca continental (de dos capas) que "flota" sobre el manto. El manto no es "líquido". Es "plástico" y por lo tanto deformable bajo compresión. Nuestras dos montañas (asumiendo la misma huella) difieren en el espesor del océano vs.