Astronomie

Les montagnes sont plus hautes que l'atmosphère ?

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Est-il théoriquement possible que des planètes existent avec des montagnes si hautes que leurs sommets dépassent l'atmosphère des planètes ? Et quelles lois physiques sont pertinentes pour cette question ? Je suis juste curieux.

La question est venue alors que j'imaginais l'atmosphère comme un deuxième océan au-dessus de notre océan d'eau. Et j'ai pensé que ce serait bien si un océan aussi gazeux pouvait aussi avoir des îles.


Il existe évidemment diverses définitions de l'épaisseur de l'atmosphère d'une planète. La pression atmosphérique et la densité chutent à peu près de manière exponentielle avec la hauteur, $ ho = ho 0.exp(-h/H)$. On peut citer la hauteur d'échelle caractéristique, $H$, sur lequel cela se produit. C'est la hauteur à laquelle l'atmosphère se terminerait brusquement si la densité à la surface, $ ho 0$, ont été maintenus jusqu'en haut.
Pour la Terre, $H$ est d'environ 8500 mètres. Le mont Everest a une hauteur de 8850 mètres, donc selon cette définition, il sort de l'atmosphère, mais à peine.
Pour Mars, $H$ est d'environ 11100 mètres. Olympus Mons mesure environ 21 000 mètres d'altitude, donc selon cette définition, il dépasse environ le double de la hauteur de l'atmosphère.
Pour Vénus, $H$ est d'environ 15900 mètres. Maxwell Montes mesure environ 11000 mètres d'altitude, il s'intègre donc bien dans l'atmosphère de Vénus
Pour Titan, $H$ est d'environ 21000 mètres. Mithrim Montes ne mesure que 3337 mètres de haut, il reste donc au fond de l'atmosphère de Titan.
La hauteur de l'échelle est donnée approximativement par $H = kT/mg$, où $k$ est la constante de Boltzmann, $T$ est la température, $g$ est la gravité de surface locale, et $m$ est la masse moyenne d'une molécule de l'atmosphère.
La hauteur des montagnes est beaucoup plus délicate. Le travail nécessaire pour créer une montagne sera proportionnel à $g$, de sorte que les grandes planètes avec une gravité de surface élevée auront tendance à avoir des montagnes plus petites. Mais les processus dynamiques qui créent les montagnes varieront beaucoup avec la nature de la planète. Olympus Mons sur Mars est un très grand volcan bouclier qui semble avoir été actif au cours des derniers millions d'années. L'atmosphère mince entraîne probablement peu d'érosion et la croûte rigide relativement épaisse et la gravité légère signifieront probablement relativement peu d'affaissement hydrostatique sur de nombreux éons.



C'est un peu une zone grise, car une atmosphère n'a pas de frontière claire. Cela étant dit, Olympus Mons sur Mars est si grand que la pression atmosphérique au-dessus n'est que de 12% de la pression moyenne à la surface de Mars. C'est presque le vide selon les normes terrestres.

https://en.wikipedia.org/wiki/Olympus_Mons#Description

En général, pour que cela se produise, vous avez besoin de :

  • une atmosphère assez mince pour commencer
  • une géologie exceptionnelle qui finit par produire des anomalies très hautes comme l'Olympe

Ce n'est pas une combinaison très probable, mais cela peut arriver, comme on le voit sur Mars.


Certaines planètes n'ont aucune atmosphère, donc chaque bosse, colline et montagne répondrait à vos besoins. Il n'y a pas de physique fondamentale qui ait à voir avec la taille des montagnes et l'épaisseur de l'atmosphère. Ils sont contrôlés par des processus complètement différents.


Je pense que la taille de la planète et son activité géologique dicteront la hauteur des montagnes. Mars est plus petite que la Terre et n'a pas de noyau actif, donc a une forte probabilité d'avoir une montagne comme Olympus Mons.


Comme d'autres l'ont dit, il n'y a pas de frontière nette pour l'atmosphère, mais pour la Terre, nous avons défini la ligne de Karman, où un avion devrait se déplacer à une vitesse orbitale pour que ses ailes fournissent suffisamment de portance pour se soutenir. Même cette valeur n'est pas précise (la pression atmosphérique peut varier, par exemple), mais deux valeurs largement utilisées sont 50 miles (environ 80 km) et 100 km.

Fait intéressant, même si Mars a une atmosphère très mince, elle s'estompe plus lentement en raison de la gravité plus faible de la planète (elle a une plus grande "hauteur d'échelle"). Ainsi, la ligne de Karman pour Mars serait à peu près la même que pour la Terre, soit trois à quatre fois la hauteur d'Olympus Mons. Aucun satellite en orbite ne va entrer en collision avec une montagne martienne.

Vous pourriez certainement imaginer une atmosphère martienne plus ténue qu'elle ne l'est en réalité, de sorte que la ligne Karman n'est qu'à 20 km de haut, moins que les 25 km d'altitude d'Olympus Mons. En ce sens, je suis d'accord avec Brick pour dire que la réponse ne peut être que oui. Mais l'atmosphère dans ce cas serait vraiment très mince.

Il serait intéressant de connaître l'atmosphère la plus épaisse possible pour laquelle une montagne peut s'étendre au-delà de la ligne Karman, mais je n'ai pas cette réponse.


Les montagnes sont plus hautes que l'atmosphère ? - Astronomie

L'atmosphère terrestre présente une barrière opaque à une grande partie du spectre électromagnétique. L'atmosphère absorbe la plupart des longueurs d'onde plus courtes que l'ultraviolet, la plupart des longueurs d'onde entre l'infrarouge et les micro-ondes et la plupart des ondes radio les plus longues. Cela ne laisse que la lumière visible, un peu d'ultraviolets et d'infrarouges, ainsi que des radios à ondes courtes pour pénétrer dans l'atmosphère et apporter des informations sur l'univers à nos yeux et à nos instruments terrestres.

Les principales gammes de fréquences autorisées à traverser l'atmosphère sont appelées fenêtre radio et fenêtre optique. La fenêtre radio est la gamme de fréquences d'environ 5 MHz à plus de 300 GHz (longueurs d'onde de près de 100 m jusqu'à environ 1 mm). L'extrémité basse fréquence de la fenêtre est limitée par l'absorption du signal dans l'ionosphère, tandis que la limite supérieure est déterminée par l'atténuation du signal causée par la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone dans l'atmosphère.

Fenêtres atmosphériques au rayonnement électromagnétique

La fenêtre optique, et donc l'astronomie optique, peuvent être sévèrement limitées par les conditions atmosphériques telles que les nuages ​​et la pollution de l'air, ainsi que par les interférences de la lumière artificielle et les interférences littéralement aveuglantes de la lumière du soleil. La radioastronomie n'est pas entravée par la plupart de ces conditions. D'une part, il peut se dérouler même en plein jour. Cependant, aux fréquences plus élevées dans la fenêtre radio atmosphérique, les nuages ​​et la pluie peuvent provoquer une atténuation du signal. Pour cette raison, les radiotélescopes utilisés pour étudier les longueurs d'onde submillimétriques sont construits sur les plus hautes montagnes, là où l'atmosphère a eu le moins de chance d'atténuation. (Inversement, la plupart des radiotélescopes sont construits dans des endroits bas pour atténuer les problèmes d'interférences générées par l'homme, comme cela sera expliqué au chapitre 6.)


Télescopes infrarouges aéroportés et spatiaux

Figure 1. Observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge (SOFIA) : SOFIA permet d'effectuer des observations au-dessus de la majeure partie de la vapeur d'eau atmosphérique de la Terre. (crédit : NASA)

La vapeur d'eau, principale source d'interférences atmosphériques pour les observations infrarouges, est concentrée dans la partie inférieure de l'atmosphère terrestre. Pour cette raison, un gain d'altitude de quelques centaines de mètres peut faire une différence importante dans la qualité d'un site d'observatoire infrarouge. Étant donné les limites des hautes montagnes, dont la plupart attirent les nuages ​​et les tempêtes violentes, et le fait que la capacité des humains à effectuer des tâches complexes se dégrade à haute altitude, il était naturel pour les astronomes d'étudier la possibilité d'observer les ondes infrarouges des avions et, finalement, depuis l'espace.

Des observations infrarouges à partir d'avions ont été faites depuis les années 1960, à commencer par un télescope de 15 centimètres à bord d'un Learjet. De 1974 à 1995, la NASA a exploité un télescope aéroporté de 0,9 mètre volant régulièrement à partir du centre de recherche Ames au sud de San Francisco. Observant à une altitude de 12 kilomètres, le télescope était au-dessus de 99% de la vapeur d'eau atmosphérique. Plus récemment, la NASA (en partenariat avec le German Aerospace Center) a construit un télescope beaucoup plus grand de 2,5 mètres, appelé Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), qui vole dans un Boeing 747SP modifié (Figure 1).

Pour en savoir plus sur SOFIA, regardez cette vidéo fournie par Armstrong Flight Research Center de la NASA :

Aller encore plus haut et faire des observations depuis l'espace lui-même présentent des avantages importants pour l'astronomie infrarouge. Le premier est l'élimination de toutes les interférences de l'atmosphère. Tout aussi importante est la possibilité de refroidir l'ensemble du système optique de l'instrument afin d'éliminer pratiquement le rayonnement infrarouge du télescope lui-même. Si nous essayions de refroidir un télescope dans l'atmosphère, il serait rapidement recouvert de vapeur d'eau en condensation et d'autres gaz, le rendant inutile. Ce n'est que dans le vide de l'espace que les éléments optiques peuvent être refroidis à des centaines de degrés sous le point de congélation tout en restant opérationnels.

Le premier observatoire infrarouge en orbite, lancé en 1983, était le satellite astronomique infrarouge (IRAS), construit dans le cadre d'un projet conjoint des États-Unis, des Pays-Bas et de la Grande-Bretagne. L'IRAS était équipé d'un télescope de 0,6 mètre refroidi à une température inférieure à 10 K. Pour la première fois, le ciel infrarouge pouvait être vu comme s'il faisait nuit, plutôt qu'à travers un premier plan lumineux d'émissions atmosphériques et de télescope. L'IRAS a effectué une étude rapide mais complète de l'ensemble du ciel infrarouge sur une période de 10 mois, répertoriant environ 350 000 sources de rayonnement infrarouge. Depuis lors, plusieurs autres télescopes infrarouges ont fonctionné dans l'espace avec une sensibilité et une résolution bien meilleures grâce aux améliorations apportées aux détecteurs infrarouges. Le plus puissant de ces télescopes infrarouges est le télescope spatial Spitzer de 0,85 mètre, lancé en 2003. Quelques-unes de ses observations sont illustrées à la figure 2. Grâce aux observations infrarouges, les astronomes peuvent détecter les parties les plus froides des objets cosmiques, comme les nuages ​​de poussière. autour des pépinières d'étoiles et des restes d'étoiles mourantes, que les images en lumière visible ne révèlent pas.

Figure 2. Observations du télescope spatial Spitzer (SST) : Ces images infrarouges - une région de formation d'étoiles, les restes d'une étoile explosée et une région où une vieille étoile perd sa coque extérieure - ne montrent que quelques-unes des observations faites et transmises à la Terre depuis la SST. Puisque nos yeux ne sont pas sensibles aux rayons infrarouges, nous n'en percevons pas les couleurs. Les couleurs de ces images ont été sélectionnées par les astronomes pour mettre en évidence des détails comme la composition ou la température dans ces régions. (crédit “Flame nébuleuse” : modification du travail par la NASA (rayons X : NASA/CXC/PSU/K.Getman, E.Feigelson, M.Kuhn & the MYStIX team Infrared :NASA/JPL-Caltech) credit & #8220Cassiopeia A” : modification des travaux par NASA/JPL-Caltech crédit “Helix nebula” : modification des travaux par NASA/JPL-Caltech)


Comment exactement les différents facteurs intrinsèques et extrinsèques interagissent pour façonner de vraies montagnes est un domaine de recherche actif. Ainsi, il n'est pas possible de dire exactement à quelle hauteur une montagne pourrait devenir sur terre. Cependant, il y a plusieurs limites à cela.

Premièrement, il y a la question de la stabilité de la roche elle-même. La roche a une résistance à la compression limitée, mais beaucoup de poids (la densité relative de la roche est de l'ordre de 2,5), donc si une montagne devient trop haute, la roche à la base s'effondrera ou fondra simplement sous la pression.

Terzagi (1962) Géotechnique, Volume 12, Numéro 4, pages 251 –270 a calculé la hauteur théorique de la plus haute falaise verticale comme H=force/poids[N/m^3] , ce qui équivaut à environ 7,5 km pour le granite. Bien sûr, une montagne n'est pas une falaise verticale, et lorsque vous doublez la valeur de Granite, vous obtenez environ 15 km dans l'OP (avertissement complet : je ne suis pas sûr à 100 % de savoir exactement comment l'ajout de pentes sur le côté vous donne un facteur de 2, mais je manque de temps ici). Notez que la formule ci-dessus prend en compte le poids de la roche, ce qui signifie que les planètes plus petites peuvent avoir des montagnes plus hautes.

En réalité, ces chiffres ne sont pas facilement réalisables sur terre. Il existe de nombreux facteurs intrinsèques qui limitent la stabilité de la roche - fissures, plis, etc., comme détaillé par ex. Cruden (2003). Les formes de hautes montagnes froides dans les roches sédimentaires. Geomorphology 55:249, ou dans Schmidt et Montgomery (1997). Limites au soulagement. Sciences, 270 :617.

De plus, il a été soutenu dans Brozovitch et al. (1997). Limites climatiques sur le développement du paysage dans le nord-ouest de l'Himalaya. Science 276:571 que c'est vraiment l'érosion par la glaciation qui finit par limiter la hauteur des montagnes.

L'interaction entre la tectonisme et l'érosion produit des paysages accidentés dans des régions qui se déforment activement. Dans le nord-ouest de l'Himalaya, la forme du paysage s'est avérée largement indépendante des taux d'exhumation, mais les tendances régionales des altitudes moyennes et modales, l'hypsométrie (distribution de fréquence de l'altitude) et la distribution des pentes étaient corrélées avec l'étendue de la glaciation. Ces observations impliquent que dans les ceintures montagneuses qui coupent la ligne des neiges, les processus glaciaires et périglaciaires imposent une limite supérieure à l'altitude, au relief et au développement de la topographie, quel que soit le rythme des processus tectoniques en cours.

Ceci a été récemment soutenu par Egholm et al. (2009). Effets glaciaires limitant la hauteur des montagnes. Nature 460:884, qui font une analyse à plus grande échelle. Le résumé de cet article qui résume ce qui précède beaucoup mieux que moi :

La hauteur des chaînes de montagnes reflète l'équilibre entre le soulèvement de la roche tectonique, la résistance de la croûte et la dénudation de la surface. La déformation tectonique et la dénudation de surface sont cependant interdépendantes et les mécanismes de rétroaction, en particulier le lien potentiel avec le climat, font l'objet d'intenses débats(1, 2). Les variations spatiales du taux de dénudation fluviale causées par les gradients de précipitations sont connues pour fournir des contrôles de premier ordre sur la largeur des chaînes de montagnes, les taux de déformation de la croûte et le soulèvement des roches (3, 4). De plus, on pense que les limites de la résistance de la croûte (5) limitent l'élévation maximale des grands plateaux continentaux, tels que ceux du Tibet et des Andes centrales. Il y a des indications que la hauteur générale des chaînes de montagnes est également directement influencée par l'étendue de la glaciation à travers un mécanisme de dénudation efficace connu sous le nom de scie circulaire glaciaire (6, 7, 8, 9). Ici, nous utilisons une analyse globale de la topographie et montrons que les variations de la hauteur maximale des montagnes sont étroitement liées aux gradients d'altitude de la ligne de neige contrôlés par le climat pour de nombreuses chaînes de hautes montagnes à travers les âges orogéniques et les styles tectoniques. À l'aide d'un modèle numérique, nous démontrons en outre comment une combinaison de destruction par érosion de la topographie au-dessus de la limite des neiges par le glissement des glaciers et un soulèvement isostatique proportionné du paysage causé par le déchargement érosif peut expliquer les observations de la hauteur maximale de la montagne en conduisant les élévations vers une fenêtre d'altitude juste sous la limite des neiges. Le modèle produit ainsi de manière cohérente la signature hypsométrique de la scie circulaire glaciaire et suggère que les différences de hauteur des chaînes de montagnes reflètent principalement les variations du climat local plutôt que les forces tectoniques.

Voici le lien vers la réf#5, qui ne calcule malheureusement pas la hauteur théorique maximale d'une montagne. Je suppose que les géologues peuvent mentionner ces choses dans des discussions, mais pas dans des publications de revues haut de gamme.

En résumé : la limite de 15 km peut être plausible, mais il est peu probable qu'elle soit jamais atteinte par des montagnes en terre réelle, même celles de 10 km qui cachent la majeure partie de l'érosion de la mer.


Température

La chute de température avec l'altitude est beaucoup moins précise que la pression atmosphérique ou le point d'ébullition, mais certaines règles empiriques peuvent toujours être appliquées. Il existe un terme thermodynamique appelé taux de déchéance adiabatique. Le concept de base est que si un gaz perd de la pression ou se dilate sans transfert de chaleur, il se refroidira. Cela ne s'applique strictement pas à l'escalade d'une montagne, car le même air ne vous accompagne pas en haut de la colline. Le facteur le plus précis pour une augmentation de l'altitude est le taux de laps de l'environnement. Cela prédit une baisse de température de 3,6 degrés F pour chaque 1000 pieds de gain d'altitude pour l'air sec. Il y a plusieurs mises en garde à appliquer à la règle empirique de chute de température : (1) C'est pour l'air sec. L'air humide se comporte différemment. (2) Cela fonctionne souvent assez bien si vous êtes dans un avion. Si vous vous trouvez sur une grande masse terrestre, c'est-à-dire une montagne, la masse thermique de la montagne peut grandement affecter la température locale. (3) L'air ne se comporte souvent pas de manière idéale. Le meilleur exemple que beaucoup d'entre nous ont observé pendant les mois les plus froids est une inversion de température. L'air froid et immobile peut s'installer dans les vallées pendant la nuit. Dans ces conditions, le sommet de la montagne peut être plus chaud que le fond de la vallée. Tout bien considéré, le graphique suivant peut toujours être une règle empirique utile lors de la planification de l'équipement de votre prochaine sortie.


Les montagnes sont plus hautes que l'atmosphère ? - Astronomie

Les principales différences climatiques des montagnes sont la température et l'humidité.

Quel est le climat en montagne ?

La température sur les montagnes devient plus froide à mesure que l'altitude augmente.

Les montagnes ont tendance à avoir des climats beaucoup plus humides que les terres plates environnantes.

Quel temps fait-il en montagne ?

Les conditions météorologiques en montagne peuvent changer radicalement d'une heure à l'autre. Par exemple, en quelques minutes seulement, un orage peut éclater lorsque le ciel est parfaitement dégagé, et en quelques heures seulement, les températures peuvent passer de températures extrêmement chaudes à des températures inférieures au point de congélation.

Pourquoi les montagnes reçoivent-elles plus de précipitations ?

Ils reçoivent plus de précipitations que les zones basses car la température au sommet des montagnes est inférieure à la température au niveau de la mer.

Les vents transportent de l'air humide au-dessus de la terre. Lorsque l'air atteint la montagne, il monte parce que les montagnes font obstacle. Au fur et à mesure que l'air monte, il se refroidit, et comme l'air frais peut transporter moins d'humidité que l'air chaud, il y a généralement des précipitations (pluie).

Le climat en montagne est-il le même en bas qu'en haut ?

Non, le climat sur une montagne varie selon ce altitude (à quelle hauteur) tu es en haut d'une montagne. Aux contreforts (près du bas), il peut y avoir un climat tropical, tandis que les sommets (tout en haut des montagnes) peuvent être recouverts de glace. Le niveau le plus élevé des montagnes est souvent constitué de roches nues et de neige. Le Tibet et l'Himalaya et d'autres chaînes de montagnes telles que les montagnes Rocheuses ou les Andes en sont de bons exemples.

Pourquoi voit-on parfois de la neige au sommet des montagnes ?

Vous pouvez souvent voir de la neige au sommet des montagnes toute l'année, car la température au sommet des montagnes est plus basse qu'en bas. Plus l'endroit est au-dessus du niveau de la mer, plus il fera froid.

Certaines montagnes atteignent plus haut que les nuages. À cette altitude, le froid extrême et les vents violents provoquent des blizzards.

Le saviez-vous?

Les montagnes permettent de trouver de la neige à l'équateur.

Pourquoi la température devient-elle plus froide à mesure que l'on monte sur une montagne ?

En général, le climat en montagne se refroidit progressivement avec l'altitude (plus vous montez). Cela se produit parce que lorsque l'altitude augmente, l'air devient plus fin et est moins capable d'absorber et de retenir la chaleur. Plus la température est froide, moins il y a d'évaporation, ce qui signifie qu'il y a plus d'humidité dans l'air.

La pression atmosphérique diminue avec l'altitude. En raison de la pression d'air réduite, l'air ascendant se dilate et se refroidit.

Quel effet le climat a-t-il sur les montagnes ?

En raison des changements rapides d'altitude et de température le long d'un versant de montagne, de multiples zones écologiques sont « empilées » les unes sur les autres, allant parfois de jungles tropicales denses à la glace glaciaire à quelques kilomètres.

Quel effet les montagnes ont-elles sur les terres environnantes ?

Les montagnes peuvent affecter le climat des terres avoisinantes. Dans certaines régions, les montagnes bloquent la pluie, de sorte qu'un côté d'une chaîne de montagnes peut être pluvieux et l'autre côté peut être un désert.

Ombre de pluie
Une grande partie de l'humidité aéroportée tombe sous forme de pluie sur le côté au vent des montagnes. Cela signifie souvent que la terre de l'autre côté de la montagne (le côté sous le vent) reçoit beaucoup moins de pluie - un effet appelé " ombre de pluie " - qui produit souvent un désert.

Plus la montagne est haute, plus l'effet d'ombre de pluie est prononcé et moins il est probable que la pluie tombe du côté sous le vent.

le Au vent est le côté d'une montagne qui fait face à la direction d'où vient le vent.

le Côté sous le vent côté est le côté protégé du vent d'une montagne.

Pourquoi les versants sous le vent des montagnes sont-ils plus secs qu'au vent ?

Au moment où l'air atteint le côté sous le vent de la montagne, il a déjà perdu une partie de son humidité.

La plupart des déserts du monde sont formés à cause du manque d'humidité bloqué par les montagnes. Le désert de Gabi est situé derrière la chaîne de montagnes de l'Himalaya en Asie.

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Quel est le point culminant de la Terre mesuré à partir du centre de la Terre ?

Le point culminant au-dessus du centre de la Terre est le sommet du mont Chimborazo en Équateur, situé à seulement un degré au sud de l'équateur, là où le renflement de la Terre est le plus important. | Texte d'infographie

La Terre n'est pas une sphère parfaite, mais elle est un peu plus épaisse à l'équateur en raison de la force centrifuge créée par la rotation constante de la planète. Pour cette raison, le point culminant au-dessus du centre de la Terre est le sommet du mont Chimborazo de l'Équateur, situé à seulement un degré au sud de l'équateur, là où le renflement de la Terre est le plus important. Le sommet du Chimborazo est à 20 564 pieds au-dessus du niveau de la mer. Cependant, en raison du renflement de la Terre, le sommet du Chimborazo est à plus de 6 800 pieds plus éloigné du centre de la Terre que le sommet de l'Everest. Cela fait de Chimborazo le point sur Terre le plus proche des étoiles.

Vous serez peut-être surpris d'apprendre que l'Everest n'est pas non plus la plus haute montagne de la Terre. Cet honneur appartient au Mauna Kea, un volcan de la grande île d'Hawaï. Le Mauna Kea prend sa source dans les profondeurs de l'océan Pacifique et s'élève à plus de 33 500 pieds de la base au sommet.


Montagnes et microclimats

Une autre caractéristique intéressante des biomes de montagne sont les microclimats produits par la topographie. Les pentes abruptes et les falaises ensoleillées peuvent abriter un ensemble de plantes et d'animaux tandis qu'à quelques mètres seulement, une zone peu profonde mais ombragée abrite un éventail complètement différent de flore et de faune.

Ces microclimats peuvent varier en fonction de l'inclinaison de la pente, de l'accès au soleil et de la quantité de précipitations qui tombe dans une zone localisée.


Des scientifiques révèlent pourquoi les plus hautes montagnes du monde se trouvent à l'équateur

En haut : Photographie aérienne du glacier Khumbu et de la chaîne himalayenne de l'Everest
En bas : Montagnes érodées par les glaciers à Jotunheimen en Norvège. Photographie : David Lundbek Egholm (en bas) et Paula Bronstein/Getty Images

En haut : Photographie aérienne du glacier Khumbu et de la chaîne himalayenne de l'Everest
En bas : Montagnes érodées par les glaciers à Jotunheimen en Norvège. Photographie : David Lundbek Egholm (en bas) et Paula Bronstein/Getty Images

Les scientifiques ont résolu le mystère de la raison pour laquelle les plus hautes montagnes du monde se situent près de l'équateur - les climats plus froids sont meilleurs qu'on ne le pensait auparavant pour les pics érodés.

Les montagnes sont construites par les collisions entre les plaques continentales qui poussent la terre vers le haut. La croissance des montagnes la plus rapide est d'environ 10 mm par an dans des endroits comme la Nouvelle-Zélande et certaines parties de l'Himalaya, mais le plus souvent, les pics poussent à environ 2-3 mm par an.

Dans une étude publiée aujourd'hui dans Nature, David Egholm de l'Université d'Aarhus au Danemark a montré que la hauteur des montagnes dépend davantage de la couverture de glace et des glaciers que des forces tectoniques. Dans les climats plus froids, la limite des neiges sur les montagnes commence plus bas et l'érosion a lieu à des altitudes plus basses. Dans des endroits froids loin de l'équateur, a-t-il découvert, l'érosion par la neige et la glace correspondait facilement à toute croissance due au craquement des plaques de la Terre.

Egholm a utilisé des cartes radar de la surface de la Terre, créées par la Nasa en 2001, pour examiner la hauteur de toutes les montagnes du monde à un moment donné. L'analyse a montré que les montagnes avaient une superficie importante jusqu'à leur limite des neiges, après quoi elle a rapidement chuté. En général, les montagnes ne s'élèvent qu'à environ 1 500 m au-dessus de leurs lignes de neige, c'est donc l'altitude de ces lignes - qui dépend du climat et de la latitude - qui décide finalement de leur hauteur.

Aux basses latitudes, l'atmosphère est chaude et la limite des neiges est haute. "Autour de l'équateur, la limite des neiges est d'environ 5 500 m à son plus haut, donc les montagnes atteignent 7 000 m", a déclaré Egholm. "Il y a quelques exceptions [qui sont plus élevées], comme l'Everest, mais extrêmement peu. Lorsque vous allez ensuite au Canada ou au Chili, l'altitude de la ligne de neige est d'environ 1 000 m, donc les montagnes sont d'environ 2,5 km."

"Ce que nous montrons, c'est qu'une fois que la montagne est poussée sur la ligne de neige, un agent d'érosion très efficace entre en jeu et est représenté par les glaciers", a déclaré Egholm. "Il est si efficace qu'il peut suivre le rythme de n'importe quel taux de soulèvement tectonique que nous avons sur Terre aujourd'hui." Sous la limite des neiges, les rivières et les chutes de pierres sont les principaux agents d'érosion.


Vous dites qu'il fait plus froid plus vous montez, mais alors pourquoi fait-il plus chaud à l'étage supérieur de ma maison ?

Parce que votre maison dispose d'une technologie de piégeage d'air appelée toit.

L'air plus chaud monte parce qu'il est relativement flottant. Si on lui en donne l'occasion, il peut atteindre de grands sommets et, comme nous l'avons vu, se refroidir considérablement au cours du processus. Mais votre toit empêche ce processus d'air chaud de s'accumuler à votre plafond à la place.

Fait intéressant, l'air pouvez s'attendre à se refroidir légèrement en montant du niveau inférieur de votre maison au niveau supérieur. C'est parce que la pression atmosphérique au sommet de votre maison est légèrement inférieure à celle du bas. (Vous pouvez le vérifier avec une application de baromètre sur un smartphone.)

Par exemple, imaginez que des particules d'air de 80 °F sortent de votre conduit de chauffage au rez-de-chaussée, elles montent jusqu'au sommet de la maison car elles sont plus flottantes que le reste de l'air de votre maison (par exemple, 70 °F d'air) . Lors d'un voyage de 25 pieds vers le haut, on peut s'attendre à ce que la température des particules d'air chaud diminue d'environ 0,2 ° F en raison de la pression plus faible et de l'expansion. Le résultat est un air de 79,8 ° F suspendu à votre plafond.

Dans ce cas, vous aurez de l'air chaud au-dessus de l'air plus frais. Le terme technique pour une telle situation est une inversion de température. Des inversions peuvent se produire et se produisent parfois dans l'atmosphère réelle si vous devenez météorologue, vous apprendrez tout à leur sujet !


Voir la vidéo: Latmosphère, les montagnes et le ciel doté de retour (Février 2023).