Những ngọn núi cao nhất Trái đất phát triển như thế nào?

Đó là một quá trình có thể mất hàng tỷ năm, nhưng những ngọn núi thực sự phát triển và chính xác những yếu tố nào kiểm soát sự tăng trưởng đó là chủ đề tranh luận đang diễn ra giữa các nhà khoa học.

Theo một nghiên cứu mới, các nhà khoa học phát hiện ra các lực kiến tạo bên dưới các ngọn núi đóng vai trò chủ đạo chứ không phải do sự phong hóa và xói mòn nào trên đỉnh núi kiểm soát mức độ lớn của chúng.

Do đó, đối với các ngọn núi gần các khu vực thường diễn ra sự va chạm mảng kiến tạo, chiều cao núi tối đa chủ yếu được xác định bởi trạng thái cân bằng của các lực nằm sâu trong lớp vỏ Trái đất.

Khi các mảng kiến tạo di chuyển và dịch chuyển về phía nhau, một trong những mảng bị buộc xuống dưới lớp phủ của Trái đất. Khi gấp lại, các dãy núi sau đó xuất hiện trên bề mặt. Câu hỏi lớn được đặt ra là liệu đây có phải là động lực chính đằng sau độ cao của núi hay liệu hao mòn liên quan đến khí hậu có vai trò quan trọng hơn.

Có một yếu tố thứ ba đang diễn ra, được gọi là isostasy – quá trình giữ cho các ngọn núi “nổi” trên đỉnh của lớp phủ nóng và mềm, nhưng dường như điều này ít quan trọng hơn và một phần do hai yếu tố kia điều khiển.

Các nhà khoa học đã phân tích sức mạnh của các ranh giới các mảng cụ thể và mô hình hóa các lực khác nhau sẽ tác động lên các mảng kiến tạo, một phần bằng cách sử dụng các phép đo dòng nhiệt gần bề mặt như một đại diện cho năng lượng ma sát tiềm ẩn.

So sánh các mô hình này với độ cao của dãy núi thực tế ở dãy Himalaya, Andes, Sumatra và Nhật Bản, nhóm nghiên cứu kết luận rằng thực tế những ngọn núi vẫn đang phát triển tích cực. Chiều cao và trọng lượng vẫn cân bằng với lực lượng ngầm khổng lồ bên dưới. Nếu ma sát và ứng suất (nội lực phát sinh trong vật thể biến dạng do tác dụng của các nguyên nhân bên ngoài như tải trọng, sự thay đổi nhiệt độ) bên dưới thay đổi, thì chiều cao của núi cũng sẽ thay đổi.

“Những phát hiện của chúng tôi cho thấy rằng xói mòn không có khả năng vượt qua các quá trình kiến tạo và đẳng nhiệt giữ cho các ranh giới hội tụ gần với trạng thái cân bằng lực, bởi vì tấm trên rất yếu”, các nhà nghiên cứu cho biết.

Các nhà nghiên cứu mô tả nó giống như đặt hai bàn tay của chúng ta dưới một chiếc khăn trải bàn, sau đó di chuyển chúng lại với nhau. Những nếp vải nổi lên ở giữa là những ngọn núi và ma sát của miếng vải từ từ di chuyển trở lại trên bàn tay chính là hoạt động kiến tạo.

Vẫn còn phải xem liệu điều đó có đúng với những ngọn núi không nằm gần các khu vực hút chìm hay không, nơi một mảng kiến tạo đang trượt xuống dưới một mảng khác vẫn có thể chiều cao của núi bị giới hạn bởi điều kiện khí hậu, chẳng hạn như vị trí của dòng tuyết. Hơn nữa, để hiểu được kết quả mới, các nhà địa chất sẽ cần phải đánh giá lại ý tưởng của họ về sức mạnh của vỏ Trái đất ở khu vực miền núi.

Nghiên cứu sâu hơn sẽ dẫn đến nhiều câu trả lời hơn, và một ý tưởng tốt hơn về cách kiểm soát chiều cao của dãy núi trên khắp thế giới. Cho đến nay, nghiên cứu mới mang đến cho các nhà địa chất một cách suy nghĩ mới về các lực bên dưới lớp vỏ ảnh hưởng đến các dãy núi hùng vĩ mà chúng ta thấy nằm ngổn ngang trên khắp bề mặt hành tinh của chúng ta.

“Chúng tôi kết luận rằng sự thay đổi thời gian theo chiều cao của núi phản ánh những thay đổi dài hạn trong cân bằng lực, không phải là dấu hiệu của ảnh hưởng bởi khí hậu”, các nhà nghiên cứu cho biết.