[Published: April 13, 2021 5.18am AEST] – ナイジェル、14歳、クライストチャーチ、NZ
[答えてくれる先生]
ブレンダン・ダフィー
メルボルン大学構造地質学およびテクトニクスフェロー
サンドラ・マクラーレン
メルボルン大学准教授
ナイジェルの質問：
ほとんどの人はエベレストが最も高い山であることを知っていますが、私はそれが今までどれくらいの期間最も高いのか、そして今後どのくらいの期間1位が続くのか知りたいです（…）その前はどの山脈が1番だったんですか？ （…）他のどれかがそれを追い抜くのはいつですか？
ナイジェル、この素晴らしい本質を見抜く質問に感謝します。過去の山脈の高さ（または標高）を知るのは難しい場合があるため、答えは実際には非常に複雑です。
しかし、山は環境に大きな役割を果たしているので、それは非常に重要な質問です。それらは空気の流れを乱し、地球および地域の気候に影響を与え、植物や動物が進化する機会を提供する可能性があります。
山脈の歴史を理解する
地球科学者は、山脈内の堆積盆地 ( sedimentary basins ) を調べることによって、古代の山の高さに関する質問を扱います。これらは、花粉や植物の葉などの堆積物が集まり、土壌にミネラルが形成される低地です。
現在の盆地は、堆積物が流入したときよりもはるかに高いか低い可能性があります。堆積物が堆積した時代にさかのぼる化石化した花粉、葉、鉱物は、その自然景観の標高が時間の経過とともにどのように変化したかを明らかにすることができます。
化石化した花粉を検査すると、特定の標高範囲で成長した可能性が高い植物に由来していることがわかります。また、他の特定の植物がないことに気付く場合もあります。 （現代の親戚を見れば、古代の植物がどこで育ったのかがわかります。）
したがって、見つけた花粉を年代測定することで、過去の風景の可能な標高範囲を計算できます。その自然景観は植物Aには高すぎ、（私達に花粉を与えた）植物Bには十分な高さだったが、植物Cには十分ではなかったと結論付けることができます。
これは非常に強力な機能です。特に、堆積物が最初に堆積してから景観の標高が大幅に変化した場合はそうです。
また、土壌中の化学反応によって形成される植物のワックス、粘土、炭酸塩鉱物に含まれる特定の元素（特に酸素）のさまざまな種類（または同位体）を調べることもできます。これらの植物やミネラルには雨水が含まれています。
雨の帯が山脈に達すると、酸素同位体が重い水が最初に落ちます。これは、標高の高い雨水には軽い酸素同位体が含まれていることを意味し、それが植物やミネラルに流れ込みます。
3000万年前に低盆地に堆積したが、現在ははるかに高地の堆積物を見つけた場合、それは最初に形成された標高を明らかにする酸素同位体をまだ含んでいます。これらの同位体を測定して、その自然景観がどれだけ高くなったかを推定できます。
エベレストは今までどれくらいの期間最も高いですか？
エベレストはヒマラヤ山脈の一部であり、海抜約4〜5kmの広大なチベット高原の南端にある山脈です。科学者たちは、上記の方法を使用して、いくつかの先祖の山脈が合流した結果として進化した高原の歴史を理解しました。
現代の高原の一部は、2600万年前までにすでに標高3.5kmを超えていました。それらの山脈の最南端は、ガンディーズ山脈と呼ばれるアンデスのような素晴らしい山脈でした。
これらは、今日のアンデス山脈と同様の標高（約4.5km）に5000万年以上存在していたようです。
しかし、今日最も高い山があるガンディーズの南で、地質学者はエベレスト（地元ではQomolangmaと呼ばれる）のわずか数十キロ東で、3450万年前の浅い海からの堆積物を発見しました。
これは、現在スカイラインを支配しているエベレストを含むヒマラヤの一部が、当時は山脈ではなかったことを示しています。実際、それは海面にありました。過去3000万年で8km以上成長しました。
現在ブロックの年長さんであるエベレストは、現在、最も近いライバルよりも100メートル以上高くなっています。しかし、新しい勝利者は時間とともに出現します。
次は何が起こる？
エベレストがどのように最高の山の地位を失う可能性があるかを理解するには、山脈がどのように構築されているかを理解する必要があります。今日最大の山岳地帯は、地球の外層であるリソスフェア( lithosphere )の大陸地殻のブロック間の衝突から構築されました。
下の断面の右半分に見られるように、これらのブロックが衝突すると、それらは崩れ、岩の地殻のスライスが互いに積み重なっていきます。これにより高山が生まれ、衝突が続くにつれて山は絶えず上昇し、移動し、変化します。
以下のビデオは、このプロセスを視覚化するのに役立ちます。これは、ヒマラヤのリソスフェアのブロックの圧搾をシミュレートします。上記の断面の「サンドボックスビデオ」の部分を参照して、このプロセスが発生する場所を確認できます。
衝突が始まるとすぐに山が上がり始めます。砂を押す腕は、高いヒマラヤ山脈のすでに厚くなった地殻を表しており、押されている砂の山は、山脈の下にあるインドの上部地殻を表しています。
厚くなった部分は時間の経過とともに別の場所に移動します。最年少で最小の山は衝突自体から最も遠いですが、最高峰は必ずしも山脈の最も古い部分（衝突が始まった場所）にあるとは限りません。
侵食と成長
大きな山脈は、気温の変化、風、水が岩を破壊し、最終的に岩を運び去るときに「侵食」されます。興味深いことに、侵食は実際に山を時間の経過とともにゆっくりと成長させます。
これは、地球科学者が「アイソスタシー」( isostasy )と呼ぶ魅力的なプロセスであり、GPSを使用して測定できます。下の図は、プロセスが水に浮かぶ木のブロックにどのように相当するかを示しています。
特定の種類の木の無傷のブロックがプールに浮かんでいる場合、全体積の同じ割合が常に表面から突き出ます。したがって、1つのブロックから材料を削り取ると、そのブロックは上昇します。
これらの木の柱をリソスフェアのブロックと比較することができます。より多くの侵食が発生すると、山の表面の標高が高くなります。これは、深く埋められた岩が山脈内に上昇する方法を提供します。
打ち負かしにくい
地球上には82,350kmの収束境界( convergent boundaries on Earth )がありますが（2つのプレートが合流して押し合う場所）、他の山脈がすぐにヒマラヤの高さを超えることはありそうにありません。
これは、ヒマラヤが平均密度よりも低い岩石で構成された2つの大きな大陸の衝突によって建設されたためです。したがって、それらは海洋にあるリソスフェアよりも高い位置にあります。
遠い将来のある日、どこかに新しい収束境界が形成され、ヒマラヤを生み出している力が取り除かれるでしょう。
その後、山脈は崩壊し、最終的には侵食されて、3億2500万年から2億6000万年前まで活発な山岳地帯であった北米の現代のアパラチア山脈( Appalachians )のようになります。
この記事は、クリエイティブコモンズライセンス(CCL)の下で The Conversation と各著作者からの承認に基づき再発行されています。日本語訳はarchive4kids(Koichi Ikenoue)の文責で行われています。オリジナルの記事を読めます。original article
