Un equilibrio de fuerzas tectónicas determina la altura de las montañas

La altura de los macizos montañosos no está determinado por la erosión sino más bien por un equilibrio de fuerzas en la corteza terrestre.

Se trata de un hallazgo fundamentalmente nuevo e importante para las ciencias de la tierra, según informan en la revista científica 'Nature' científicos alemanes del GFZ German Research Center for Geoscience.

Las cadenas montañosas más altas de la Tierra, como el Himalaya o los Andes, surgen a lo largo de los límites de las placas convergentes. En esos límites, dos placas tectónicas se mueven una hacia la otra, y una de las placas se ve obligada debajo de la otra hacia el manto terrestre. Durante este proceso de subducción, se producen repetidamente fuertes terremotos en la interfaz de la placa, y a lo largo de millones de años se forman cadenas montañosas en los bordes de los continentes.

Durante mucho tiempo se ha debatido en las geociencias si la altura de las cadenas montañosas está determinada principalmente por procesos tectónicos en el interior de la Tierra o por procesos erosivos que esculpen la superficie del planeta.

El nuevo estudio dirigido por Armin Dielforder, del GFZ German Research Center for Geoscience, ahora muestra que la erosión por ríos y glaciares no tiene una influencia significativa en la altura de las cadenas montañosas.

Junto con científicos de la GFZ y la Universidad de Münster (Alemania), resolvió el antiguo debate analizando la fuerza de varios límites de placas y calculando las fuerzas que actúan a lo largo de las interfaces de las placas.

Según un comunicado, los investigadores llegaron a este sorprendente resultado calculando las fuerzas a lo largo de diferentes límites de placas en la Tierra. Utilizaron datos que proporcionan información sobre la fuerza de los límites de la placa.

Estos datos se derivan, por ejemplo, de mediciones de flujo de calor en el subsuelo. El flujo de calor en los límites de las placas convergentes está a su vez influenciado por la energía de fricción en las interfaces de las placas continentales.

Los investigación explican que se puede imaginar la formación de montañas usando un mantel. Si se colocan ambas manos debajo del paño sobre la mesa y lo empujan, el paño se dobla y, al mismo tiempo, se desliza un poco sobre el dorso de las manos. Los pliegues emergentes corresponderían, por ejemplo, a los Andes, el deslizamiento sobre el dorso de las manos a la fricción en el subsuelo. Dependiendo de las características de la roca, las tensiones también se acumulan en las profundidades subterráneas que se descargan en terremotos severos, especialmente en zonas de subducción.

Los investigadores recopilaron datos mundiales de la literatura sobre fricción en el subsuelo de cadenas montañosas de diferentes alturas (Himalaya, Andes, Sumatra, Japón) y calcularon el estrés resultante y, por lo tanto, las fuerzas que conducen a la elevación de las montañas respectivas. De esta manera, demostraron que en las montañas activas la fuerza en el límite de la placa y las fuerzas resultantes del peso y la altura de las montañas están en equilibrio.

Tal equilibrio de fuerzas existe en todas las cadenas montañosas estudiadas, aunque están ubicadas en diferentes zonas climáticas con tasas de erosión muy variables.

Este resultado muestra que las cadenas montañosas pueden reaccionar a los procesos en la superficie de la Tierra y crecer con una erosión rápida de tal manera que se mantenga el equilibrio de fuerzas y la altura de la cadena montañosa.

Este hallazgo fundamentalmente nuevo abre numerosas oportunidades para estudiar el desarrollo y el crecimiento a largo plazo de las montañas con mayor detalle, señalan sus autores.