В 1856 году британские геодезисты под руководством Эндрю Во впервые измерили высоту Эвереста — высочайшей точки планеты. Тогда результат составил 8 840 метров, что сделало измерение команды Во не только первым, но и на удивление точным. А в 2020 году Китай и Непал провели совместные детальные измерения и официально установили высоту Эвереста — 8848,86 метра.
И на фоне всего этого возникают вполне справедливые вопросы: могут ли на Земле появиться более высокие горы? Существует ли вообще физический предел, ограничивающий их, или дело просто в том, что тектонические процессы пока не создали ничего крупнее?
Давайте разбираться.
Гора, которая тонет под собственным весом
Ключ к пониманию проблемы кроется в принципе, называемом изостазией. Земная кора, при всей своей кажущейся монолитности, фактически «плавает» на более плотной и пластичной мантии — примерно так же, как айсберг плавает в воде. И у этого плавания есть простое следствие: чем выше поднимается гора над поверхностью, тем глубже должен уходить под нее соответствующий «корень» из менее плотного материала, компенсирующий возросшую массу.
Проблема в том, что рост горы не может продолжаться бесконечно, потому что сама порода у ее основания обладает конечной прочностью на сжатие. По мере роста горного массива вес вышележащих пород создает колоссальное давление у основания — а горная порода, при всей своей твердости, не способна выдерживать нагрузку сверх определенного предела. Достигнув критической точки, порода у основания начинает пластично деформироваться, буквально «растекаться» в стороны под собственным весом.
Расчетный предел для земных условий
Геофизики, опираясь на известные показатели прочности типичных горных пород и силу земного притяжения, рассчитали теоретический предел высоты горы на нашей планете — он составляет примерно 10-15 километров от основания, в зависимости от конкретного типа породы и точности используемой модели.
Важно понимать: эта оценка не говорит о том, что завтра после обеда где-то на Земле может внезапно вырасти пятнадцатикилометровая гора. Тектонические процессы, поднимающие горные массивы, крайне медленны, и прежде чем гипотетическая гора успела бы приблизиться к физическому пределу прочности породы, в игру неизбежно вступает второй ограничивающий фактор.
Второй барьер на пути к рекордам
Даже если бы прочность породы позволяла горам расти сколь угодно высоко, у них есть еще один естественный противник — эрозия. Чем выше поднимается горный массив, тем активнее на него воздействуют осадки, ледники, перепады температур и ветер, постепенно разрушающие породу. На определенной высоте скорость эрозии начинает уравновешивать скорость тектонического роста горы — и дальнейшее увеличение высоты попросту останавливается естественным путем, задолго до достижения теоретического предела прочности.
Именно поэтому Эверест, несмотря на продолжающееся геологическое поднятие Гималаев (регион по-прежнему тектонически активен, и местные горы растут до сих пор), не превращается в исполинскую гору высотой 15 километров — эрозия постоянно «подрезает» его снизу и сверху, сдерживая рост.
Гора, измеренная от подножия
Если измерять высоту горы не от уровня моря, а от истинного основания, рекордсменом Земли окажется гавайский вулкан Мауна-Кеа. Над водой он поднимается примерно на 4 200 метров, но если добавить ту часть, что скрыта под водой, от основания на океанском дне до вершины наберется порядка 10 200 метров.
Почему на Марсе горы значительно выше
Самый наглядный аргумент в пользу существования физического предела высоты гор — это сравнение с другими небесными телами. Гора Олимп на Марсе, крупнейший известный вулкан во всей Солнечной системе, возвышается примерно на 22 километра над условной «точкой отсчета» — аналогом уровня моря на Земле.
Почему на Красной планете возможны горы такой высоты, а на Земле — нет? Причины три:
- Во-первых, сила притяжения на Марсе составляет лишь около 38% от земной, а значит, порода у основания горы испытывает значительно меньшее давление при той же высоте, что позволяет горе расти гораздо выше, прежде чем порода начнет пластично деформироваться.
- Во-вторых, и это не менее важно, на Марсе, в отличие от Земли, отсутствует активная тектоника плит. На нашей планете континентальная плита постепенно смещается над горячей точкой мантии, из-за чего вулкан со временем «уезжает» от источника магмы и перестает расти (классический пример — Гавайская островная цепь, где каждый следующий остров моложе предыдущего). На Марсе же кора неподвижна, и вулкан вроде горы Олимп веками извергался буквально на одном и том же месте, наслаивая материал раз за разом на протяжении миллионов лет без какого-либо смещения источника.
- В-третьих, на Марсе практически отсутствует эрозия. Атмосфера там в сто раз разреженнее земной, жидкой воды на поверхности нет, а значит, нет ни дождей, ни рек, ни ледников, которые на Земле стачивают горы быстрее, чем они успевают вырасти. Поэтому даже потухший вулкан вроде Олимпа способен сохранять свою высоту миллионы или даже миллиарды лет — на Земле его давно бы срезало эрозией.
Итог
Максимальная высота горы на Земле — это результат тонкого равновесия между силой тектонических процессов, толкающих породу вверх, прочностью самой породы на сжатие, силой земного притяжения, вдавливающей эту породу обратно вниз, и постоянной работой эрозии, подтачивающей горный массив со всех сторон. Эверест — не случайная и не предельная величина, а, по сути, текущая точка равновесия всех этих разнонаправленных физических сил, действующих на конкретной планете с ее конкретной гравитацией и конкретной геологической активностью.
Читайте также: Почему в горах холодно?
