Quelles forces et quels mécanismes déterminent la hauteur des montagnes ? Un groupe de chercheurs de Münster et de Potsdam a maintenant trouvé une réponse surprenante :ce ne sont pas l'érosion et l'altération des roches qui déterminent la limite supérieure des massifs montagneux, mais plutôt un équilibre des forces dans la croûte terrestre. Il s'agit d'une découverte fondamentalement nouvelle et importante pour les sciences de la Terre. Les chercheurs en parlent dans la revue scientifique La nature .

Les plus hautes chaînes de montagnes sur Terre, telles que l'Himalaya ou les Andes, se présentent le long des limites des plaques convergentes. À de telles limites de plaques, deux plaques tectoniques se rapprochent, et l'une des plaques est forcée sous l'autre dans le manteau terrestre. Au cours de ce processus de subduction, de forts tremblements de terre se produisent à plusieurs reprises sur l'interface de la plaque, et sur des millions d'années, des chaînes de montagnes sont construites aux confins des continents.

Que la hauteur des chaînes de montagnes soit principalement déterminée par des processus tectoniques à l'intérieur de la Terre ou par des processus d'érosion sculptant la surface de la Terre a longtemps été débattu en géosciences.

Une nouvelle étude dirigée par Armin Dielforder du Centre de recherche allemand GFZ pour les géosciences montre maintenant que l'érosion par les rivières et les glaciers n'a pas d'influence significative sur la hauteur des chaînes de montagnes. En collaboration avec des scientifiques du GFZ et de l'Université de Münster (Allemagne), il a résolu le débat de longue date en analysant la résistance de diverses limites de plaques et en calculant les forces agissant le long des interfaces des plaques.

Les chercheurs sont arrivés à ce résultat surprenant en calculant les forces le long des différentes limites des plaques sur Terre. Ils ont utilisé des données qui fournissent des informations sur la résistance des limites des plaques. Ces données sont dérivées, par exemple, à partir de mesures de flux de chaleur dans le sous-sol. Le flux de chaleur aux frontières des plaques convergentes est à son tour influencé par l'énergie de friction aux interfaces des plaques continentales.

On peut imaginer la formation de montagnes à l'aide d'une nappe. Si vous placez les deux mains sous le chiffon sur le dessus de la table et que vous le poussez, le tissu se plie, et en même temps, il glisse un peu sur le dos de vos mains. Les plis émergents correspondraient, par exemple, dans les Andes, le glissement sur le dos des mains au frottement dans le sous-sol. Selon les caractéristiques de la roche, des tensions s'accumulent également dans les sous-sols profonds qui se déchargent lors de graves tremblements de terre, surtout dans les zones de subduction.

Les chercheurs ont collecté des données mondiales de la littérature sur le frottement dans le sous-sol de chaînes de montagnes de différentes hauteurs (Himalaya, Andes, Sumatra, Japon) et calculé la contrainte résultante et donc les forces qui conduisent au soulèvement des montagnes respectives. De cette façon, ils ont montré que dans les montagnes actives, la force sur la limite de la plaque et les forces résultant du poids et de la hauteur des montagnes sont en équilibre.

Un tel rapport de forces existe dans toutes les chaînes de montagnes étudiées, bien qu'ils soient situés dans des zones climatiques différentes avec des taux d'érosion très variables. Ce résultat montre que les chaînes de montagnes sont capables de réagir aux processus à la surface de la Terre et de croître avec une érosion rapide de manière à maintenir l'équilibre des forces et la hauteur de la chaîne de montagnes. Cette découverte fondamentalement nouvelle ouvre de nombreuses opportunités pour étudier plus en détail le développement et la croissance à long terme des montagnes.