Горы — одни из самых величественных и загадочных объектов на нашей планете. Они возвышаются над равнинами, пронзают облака и кажутся вечными и неизменными. Однако это лишь иллюзия. Горы рождаются, растут, стареют и разрушаются — просто делают это в таких временных масштабах, которые человеческий разум с трудом способен охватить. Так как же появляются горы, и сколько времени занимает этот грандиозный процесс?
Теория тектоники плит
Чтобы понять происхождение гор, нужно представить себе устройство Земли. Наша планета не является монолитным каменным шаром. Её внешняя оболочка — литосфера — разбита на огромные фрагменты, которые называются тектоническими плитами. Этих плит насчитывается около двенадцати крупных и несколько десятков мелких, и все они находятся в постоянном, хотя и очень медленном движении.
Движущей силой этого процесса служит конвекция в мантии — раскалённом, частично расплавленном слое вещества под литосферой. Горячие потоки поднимаются вверх, растекаются в стороны, остывают и снова опускаются. Именно эта циркуляция «тащит» за собой тектонические плиты, словно листы бумаги на поверхности кипящего супа. Скорость движения плит составляет от одного до нескольких сантиметров в год.
Три сценария рождения гор
Существует несколько принципиально разных механизмов горообразования, и каждый из них создаёт свой неповторимый тип рельефа.
1. Складчатые горы: столкновение гигантов
Самый распространённый и зрелищный процесс — это столкновение двух континентальных плит. Когда плиты движутся навстречу друг другу, ни одна из них не желает «нырять» под другую, поскольку континентальная кора легче океанической. В результате земная кора сминается, словно ковёр, который толкают с двух сторон: она образует складки, надвигается сама на себя и постепенно поднимается вверх.
Именно так образовались Гималаи — самая высокая горная система на Земле.
Около пятидесяти миллионов лет назад Индийская плита начала сталкиваться с Евразийской, и этот процесс продолжается по сей день. Эверест — высочайшая вершина мира — вырастает примерно на пять миллиметров в год. Казалось бы, совсем немного, но за миллионы лет эти миллиметры превращаются в километры.
Аналогичным образом возникли Альпы, Анды и Аппалачи. Причём Аппалачи, расположенные на востоке Северной Америки, некогда были не ниже современных Гималаев — просто они значительно старше и успели сильно разрушиться под воздействием эрозии.
2. Горы на краю плит: субдукция и вулканизм
Когда океаническая плита сталкивается с континентальной, происходит иначе: более тяжёлая океаническая кора «ныряет» под континентальную в процессе, называемом субдукцией. Погружаясь в мантию, она нагревается, давление растёт, и из неё начинают выделяться вода и летучие вещества. Это провоцирует частичное плавление мантийного вещества, и образуется магма. Она поднимается сквозь континентальную кору и либо изливается на поверхность в виде лавы, либо застывает на глубине, создавая огромные гранитные массивы.
Так рождаются вулканические горные цепи. Анды — блестящий пример такого происхождения: вдоль западного побережья Южной Америки океаническая плита Наска подныривает под континент, питая многочисленные вулканы. Японские острова, Камчатка, Каскадные горы в США — всё это звенья «Огненного кольца», опоясывающего Тихий океан.
3. Горы-глыбы: разломы и поднятия
Третий тип образования гор связан не со сжатием, а с растяжением земной коры. Когда плиты расходятся или когда кора испытывает боковые напряжения, в ней возникают разломы — трещины, по которым одни блоки поднимаются, а другие опускаются. Поднятые блоки образуют горсты — так называемые горы-глыбы.
Примеры таких гор — Вогезы и Шварцвальд в Европе, Алтай в Азии, хребты Большого Бассейна в западной части США. Внешне они часто отличаются от складчатых гор: имеют более плоские вершины и крутые, почти отвесные склоны, образованные плоскостями разломов.
Сколько времени нужно, чтобы выросла гора?
Это один из самых захватывающих вопросов геологии. Ответ, как ни странно, зависит от того, что именно мы называем «горой».
Если говорить о начале горообразования — о первых значимых поднятиях земной коры — то этот процесс может стартовать относительно быстро в геологическом смысле. После начала столкновения плит первые горные хребты способны появиться уже через несколько миллионов лет. Однако формирование полноценной горной системы с километровыми высотами занимает десятки миллионов лет.
Гималаи начали формироваться около 50 миллионов лет назад, и процесс продолжается. Альпы возникли примерно 35 миллионов лет назад. Аппалачи — одна из старейших горных систем мира — начали подниматься около 480 миллионов лет назад в результате нескольких последовательных столкновений плит.
Вулканические горы могут расти значительно быстрее. Мауна-Кеа на Гавайях — если измерять её от основания океанского дна — превышает Эверест по абсолютной высоте. При этом весь Гавайский архипелаг сформировался менее чем за 70 миллионов лет, а отдельные острова — за несколько миллионов лет.
В исторически задокументированных случаях вулканические острова появлялись буквально на глазах: японский остров Иводзима поднялся на несколько метров за несколько десятилетий, а исландский остров Суртсей вырос из океана в результате извержения 1963–1967 годов.
Горы могут и разрушаться
Параллельно с ростом гор идёт их разрушение. Ветер, вода, лёд, перепады температур — всё это неустанно стачивает вершины. Реки прорезают ущелья, ледники сглаживают острые гребни, дождь растворяет и вымывает породы. Этот процесс называется эрозией, и он идёт постоянно.
Интересно, что эрозия и рост горы существуют в постоянном соревновании. Пока тектонические силы поднимают кору быстрее, чем эрозия её разрушает, гора растёт. Когда подъём замедляется или прекращается — эрозия берёт своё, и горы постепенно снижаются, превращаясь в холмистые возвышенности, а затем и в почти плоские равнины, называемые пенепленами.
По расчётам учёных, без тектонической активности крупная горная система полностью разрушается эрозией примерно за 10–100 миллионов лет в зависимости от климата и состава пород.
Горы показывают историю
Читая горные породы, изучая складки и разломы, геологи восстанавливают историю столкновений континентов, исчезнувших океанов и давно угасших вулканов. В толще Гималаев можно найти морские отложения — напоминание о том, что когда-то на месте этих исполинских хребтов плескалось море Тетис.
Горы возникают медленно, живут миллионы лет и так же медленно исчезают. На фоне этой величественной неспешности человеческая жизнь — лишь краткое мгновение. Но именно это осознание делает горы такими завораживающими: стоя у подножия Эльбруса или Монблана, мы прикасаемся к процессам, которые начались задолго до появления человека и продолжатся после нас.