Колко още ще расте Еверест и може ли някога да не е най-високият връх?

Аврора Елмор се приближаваше до южния базов лагер на връх Еверест в Непал. Но вместо да поеме по традиционния 12-дневен пешеходен маршрут, тя се рееше между замръзналите върхове, а лопатките на ротора на хеликоптера й прорязваха въздуха.

Беше април 2019 г. и тя доставяше доставки на екип от учени, работещи по склоновете на най-високата планина в света. Нейната награда беше невероятна гледка: денят - кристално ясен, разкривайки цялата хималайска верига.

През следващите два месеца изследователи от експедицията на National Geographic и Rolex, с чиято организация тя помага, ще проучат ефектите от изменението на климата върху тази част на Хималаите. Елмор, геолог и по това време старши програмен мениджър на Националното географско дружество в САЩ, подкрепя екипа при инсталирането на най-високата метеорологична станция в света на фланговете на връх Еверест. По време на експедицията й нейните колеги откриват най-голямото в света доказателство за замърсяване с микропластмаса в снега и поточната вода близо до върха.

Плъзгайки се по-близо до емблематичния връх на Еверест, Елмор вижда алпинистите от птичи поглед. Миниатюрен град от зелени и жълти палатки, всяка от които приютява планинари, насочени към върха, се беше образувал в базовия лагер на Еверест на повече от 5 км над морското равнище. Хиляди хора се стичат към Еверест всяка пролет, за да направят опит да стигнат до покрива на света.

И докато малцина от алпинистите биха забелязали, Еверест станал малко по-голям по време на престоя им в планината.

Връх Еверест, заедно с останалата част от Химилаите, всяка година се издига с няколко сантиметра повече към небето. Това повдига интересен въпрос – след достатъчно колко висок може да порасне Еверест? Има планини на други планети в нашата Слънчева система, които превъзхождат тези на нашата собствена, така че има ли ограничения за това колко голяма може да бъде една планина на Земята?

Връх Еверест се издига на 8 848,86 м над морското равнище, според последното официално съвместно проучване на Китай и Непал, чиито граници преминават през върха. Но това не е единственият гигант в тези земи – 10 от 14-те върхове в света, по-високи от 8 000 м над морското равнище, са в Хималаите. Еверест, казва Елмор, е сред приятели. "Ако някога сте летели над Гренландия или канадските Скалистите планини, можете да видите големи планини, но Хималаите са просто на друго ниво", споделя тя.

Заобиколен от толкова много други огромни върхове, възможно ли е да различим какво точно чудовище е Еверест? Елмор се поколебава, преди да отговори. "Това е като да се опитваш да кажеш кой е най-високият човек в баскетболния отбор", казва тя накрая. "Всички са високи, но кой малко по-висок?"

Историята на измерването на най-високата планина в света датира от 1852 г. В Европа Чарлз Дикенс публикува сериали, части от романа си "Мрачна къща". Северна Америка започва да тества първата си пожарна машина, задвижвана с пара. Но в Азия височината на връх Еверест беше загадка. Известен е само като "Пик XV". Радханат Сикдар, индийски математик, е бил нает от британците да работи върху тяхното Голямо тригонометрично изследване. Те искали да съберат по-точна географска картина на територията, която управляват, за да могат да я контролират по-ефективно, било то за търговски или военни цели.

Сикдар използва тригонометрия. Той измерва хоризонталните и вертикалните ъгли на върха на Еверест от други планински върхове, чиито позиции и височини вече са известни. По този начин той прави важно откритие: това е най-високата планина, измервана някога. Според неговите изчисления планината е била на 8 839,8 м.

Въпреки че технологията, която стои зад измерването на планини, е напреднала от 1850-те години, изчисленията му са удивително точни - само на девет метра от последната официална височина. Въпреки откритията на Сикдар, планината в крайна сметка е кръстена на предишния му шеф, британския геодезист сър Джордж Еверест, който се пенсионира няколко години преди откриването на Сикдар.

Оттогава екипите продължават да работят, за да разберат височината на връх Еверест. През 1954 г. индийско проучване установи, че Еверест е висок 8 848 м, цифра, която е приета от непалското правителство. Но след това, през 2005 г., китайците измерваат, че е 8 844,43 м - близо четири метра по-нисък. През 2020 г. екипи от Китай и Непал съвместно се споразумяха за нова официално приета височина, която беше с 0,86 м по-висока от първоначалното изчисление на Проучването на Индия.

Въпреки че тези промени в измерената височина се дължат отчасти на подобренията в технологията за измерване, достъпна за геодезистите, има и известна политика. Китай и Непал исторически спорят дали снежната шапка на върха трябва да бъде включена в измерването или не.

Но не трябва да пренебрегваме, че Еверест става и малко по-висок всяка година.

Някога скалистите варовикови върхове, които минават през небето на Еверест, са били на дъното на океана. Учените смятат, че всичко е започнало да се променя преди около 200 милиона години - по времето, когато динозаврите от юрския период започват да се появяват, когато суперконтинентът Пангея се напука на парчета. Индийския континент в крайна сметка се освобождава, пътувайки на север през огромната част на океана Тетис в продължение на 150 милиона години, докато не се удря в друг континент – този, който сега познаваме като Азия – преди около 45 милиона години.

Смазващата сила на един континент, удрящ друг, кара плочата под океана Тетис, направена от океанска кора, да се плъзне под евразийската плоча. Това създава така наречената зона на субдукция. Тогава океанската плоча се плъзга все по-дълбоко в мантията на Земята, изстъргвайки гънките варовик, докато индийската и евразийската плочи започват да се компресират заедно. Индия започва да се плъзга под Азия, но тъй като е направена от по-твърди материали от океанската плоча, тя не просто се спуска. Повърхността започна да се изкривява, избутвайки кората и намачканият варовик нагоре.

И така хималайската планинска верига започна да се издига към небето. Преди около 15-17 милиона години върхът на Еверест е достигнал около 5000 м и продължава да расте. Сблъсъкът между двете континентални плочи се случва и днес. Индия продължава да пълзи на север с 5 см годишно, което кара Еверест да расте с около 4 мм годишно (въпреки че други части на Хималаите се издигат с около 10 мм годишно).

Но разбирането как и защо височината на Еверест се променя е по-сложно от това. Докато тектоника на плочите избутва върха по-високо в небето, ерозията го събаря.

За да разберат по-добре този процес, учените изследвали друга планина на около 8700 км от връх Еверест, в Аляска.

Рейчъл Хедли, доцент по геонауки в Университета на Уисконсин-Парксайд, е част от научна експедиция до планината Сейнт Елиас на границата на Аляска и Канада между 2005-2008 г. Мисията има за цел да разбере сложните роли на тектониката и ерозията в това как планините растат и се свиват. Втората по големина планина както в Канада, така и в САЩ, Сейнт Елиас е изправена пред същите ефекти като Еверест - от тектонска дейност до ерозия, но в далеч по-малка, по-управляема зона. "В този регион, Аляска, има много специфични метеорологични модели, които помагат на тези големи ледници да растат", казва Хедли. "А ледниците, и реките, свлачищата и лавините бяха всички видове процеси, които се опитваха съборят."

Ролята на Хедли в екипа беше да разбере дебелината на ледника Стюард, който минава през планините Сейнт Илиас, и колко бързо се движи. И двете могат да повлияят на скоростта на ерозия, което може да повлияе на това колко бързо се износва височината на планината. "Ако имаме по-тънък ледник и той се движи супер бързо… знаем, че трябва да има плъзгане, което смятаме, че е наистина важно за ерозията", казва тя. "Плъзгането"  може да причини ледникова абразия, когато ледникът влачи скални фрагменти по повърхността, докато се движи, създавайки ефект на шкурка.

Времето също може да причини значителна ерозия на планината. Елмор описва една от метеорологичните станции, на които е помогнала да се инсталира по време на експедицията на връх Еверест през 2019 г., като "повредена от камъни с размерите на топки за крикет, които са били вдигнати от вятъра и хвърлени върху нея". Удрянето от отломки и лед, подхванати от вятъра, се отразява след известно време.

Много от най-високите върхове в света, включително Еверест, имат постоянни снежни шапки, които помагат да ги предпазят от този раздуван от вятъра бараж. Скалата, покрита с мека снежна покривка, търпи по-малко атмосферни влияния и ерозияn отколкото гола скала, казва Хедли. Тя също така предпазва скалата от химични реакции с въздуха, които могат постепенно да разрушат минералите във варовика, от който се състои по-голямата част от най-горните части на връх Еверест. Но все още има места, където скалата е изложена на природните закони.

"Една висока планинска верига може да достигне до такъв стръмен ъгъл в скалата, че всъщност не може да поддържа лед и сняг, а след това започват да се образуват лавини и скалата се оголва", обяснява Елмор пред BBC. Каменопадите и свлачищата – постоянна опасност за Еверест и околностите – ииграят роля за намаляването на височината на Еверест. Също така и реките. Смята се, че те изрязват клисури в скалата със скорост между 4-8 мм  годишно.

Но точното въздействие на ерозията върху височината на планината все още не е напълно разбрано. Някои учени смятат, че намаляването на теглото на планината (чрез отнемане на снега, леда и скалите, от които е направена) може всъщност да позволи на тектоничните плочи да избутат, сега по-леката, планина още по-нагоре в небето.

Колегата на Хедли Тери Павлис, който е водещият изследовател на проекта St Elias Erosion Tectonics (Steep), обяснява, че в голям мащаб "ерозията, атакуваща ландшафта, позволява той да се издигне нагоре".

В някои части на света цели земни масиви все още се издигат след последната ледникова епоха – нещо, известно като изостатичен отскок. Части от Северна Америка и Северна Европа, включително Шотландия, се възстановяват, след като скалистата кора там е смачкана от огромни континентални ледени покривки, които нарастват и намаляват през плейстоцена. Според едно проучване на изследователи от университета в Постдам в Германия, до 90% от издигането в Европейските Алпи може да се обясни с тази изненадващо еластична реакция към края на ледниковия период. Експертите смятат, че подобен ледников изостатичен отскок може да се е случил на Тибетското плато и в Хималаите с отдръпването на ледниковата епоха – допринасяйки между 1-4 мм годишно за издигането.

"Но има някакво равновесие между това колко бързо може да ерозира този пейзаж и колко високи могат да се издигнат тези върхове", добавя Павлис.

Точните подробности за това равновесие все още се проучват. В регион като Апалачите в североизточната част на Северна Америка или Шотландските планини, ерозионни сили като реки и свлачища режат планините все по-ниско и по-ниско, казва Хедли. "Но в региони с тектонична активност тектоничната сила може да тласка планините нагоре по-бавно, по-бързо или с приблизително същата скорост, с която ерозията я съкращава. Ние не разбираме напълно всички двигатели в тези видове системи."

И така, как всъщност се измерват планините в днешно време? Един от най-често използваните инструменти е Глобалната навигационна сателитна система (GNSS), която записва точната позиция на планинския връх с помощта на мрежа от спътници. GNSS може да "измерва височини до милиметър", според Павлис. Предизвикателството за планина като Еверест винаги е било теглото на оборудването. "Достатъчно трудно е да стигнете до върха – опитайте да добавите инструмент, който тежи 13 кг", казва той.

За пътуване с хеликоптер до върха с тежкия багаж не може да се говори – разреденият въздух около върха на Еверест означава, че двигателят не може да произведе достатъчно мощност и има твърде голямо съпротивление от лопатките на ротора, за да работи безопасно. Силните ветрове и назъбените потоци също правят кацането навсякъде близо до върха опасно. Един пилот на хеликоптер постави световен рекорд, като кацна за кратко на върха на връх Еверест през 2005 г., но едва след като производителят лиши машината от всички несъществени елементи, за да я направи малко по-лека.

За щастие GNSS системите са станали по-малки през годините. Сега те тежат малко повече от 1,2 кг и са "с размерите на кутия за обяд, може би малко по-малки", казва Павлис. Но устройствата все още се нуждаят от батерии, които могат да имат проблеми при ниски температури. Средната температура на върха на Еверест през летните мусонни месеци е  -19C. А има и други усложнения. "Има една антена, която е около половин метър в диаметър.Тя трябва да бъде поставена така, че да е абсолютно неподвижна", обяснява Павлис.

За да събере резултати с точност до милиметри, инструментът трябва да записва в продължение на няколко часа. В разредения въздух на "зоната на смъртта" на Еверест работата с тези инструменти може да бъде опасна за геодезистите. Членове на непалска експедиция за извършване на GNSS измервания на Еверест през 2019 г. прекараха два часа на върха – много по-дълго от повечето, които си проправят път там – след като пристигнаха в 03:00 ч. в пълен мрак и силен студ.

Друга опция, често използвана в допълнение към GNSS за най-точни показания, е Ground Penetrating Radar (GPR). "GPR използва радарни импулси за изобразяване под повърхността, така че може да ни каже дебелината и вътрешната структура на снега и леда, покриващи скалите на върха на Еверест", обяснява Елмор. "Има около 4 метра сняг и лед на върха на Еверест, но това може да се промени в зависимост от климата."

Докато Елмор и нейният екип провеждаха свои собствени научни експерименти на Еверест, те предоставиха на непалската експедиция GPR устройство, за да могат да правят измервания от върха. "Това е специфичен дизайн на GPR, такъв, който е супер лек, така че да може да бъде пренесен до върха на Еверест, но също така да има правилния предавател и приемник за измерване на леда", казва Елмор. Устройството наскоро беше използвано на върха на Денали, най-високата планина в САЩ, така че те знаеха, че е подходящо за работа.

Въпреки многото препятствия, пред които са изправени, експедицията на непалския екип за измерване на височината на Еверест беше успешна. Те се надяваха да отговорят на въпроси за това дали смъртоносно земетресение с магнитуд 7,8, което удари Непал през април 2015 г., е засегнало височината на връх Еверест. Първоначалните доклади сочат, че планината се е изместила с 3 см на югозапад от голямото земетресение, което уби 9 000 души и повреди стотици хиляди домове, но Еверест не е променил височината си.

Проектът обаче скоро се замъгли от международната политика. Няколко месеца по-късно екип от китайски геодезисти извършиха собствени измервания по време на експедиция от другата страна на планината. Те имаха собствено измерване, което не включваше снежната шапка. Непалското измерване, от друга страна, я включва. През октомври 2019 г. двете страни решиха да комбинират данните си и през декември 2020 г. публикуваха цифрата за новата официална височина – 8 848,86 м, включително снега отгоре.

Както установиха Китай и Непал, решаването какво точно измервате и как измервате е от основно значение за установяване на височината на планината. Например, за да се споразумеем колко е висока планината, първо трябва да се споразумеем къде е дъното. Но това не е толкова лесно, колкото може да звучи.

Векове наред планините са измервани, като се използва морското равнище за основа, откъдето се изчислява тяхната височина. Но Земята не е идеално кръгла: тя изпъква по екватора. И морското равнище не е статично, то се изтегля и променя от гравитацията на нашата планета. Освен това Еверест не стърчи извън океана, той е сгушен сред пейзаж на други планини. Трябва да се направят много сложни изчисления, за да се установи къде всъщност би било морското равнище и относителната височина на Еверест спрямо него. Когато тази начална точка се промени, всичко се променя.

Но да кажем, че учените са започнали измерванията си от ядрото на планетата. Еверест вече няма да се счита за най-високия връх на Земята. Планината, която измерва най-голямото разстояние от центъра на Земята до нейния връх, е Чимбарозо, в Еквадор на 10 920 м.  А ако започнем от морското дъно? Тогава наградата за най-висока планина ще отиде при Мауна Кеа, вулкан в Хавай, който се извива на 10 000 м от дъното на океана.

Поглеждайки отвъд нашата собствена планета, можем да видим примери за това колко огромни могат да станат превърнат планините. Олимп Монс, вулкан на Марс, се извисява на 21 км в небето и се простира на 624 км в ширина. Той е приблизително с размерите на щата Аризона. Тъй като гравитацията на Марс е по-слаба, отколкото на Земята, и тъй като Марс няма тектонски плочи, които се изместват и се сблъскват под повърхността, тинята от лава, която изтича от марсианския вулкан в миналото на планетата, успява да нарасне до чудовищни ​​размери.

Може ли Еверест да стане подобен гигант? През 80-те години на миналия век изследовател от лабораторията Кавендиш в Кеймбридж, Обединеното кралство, се опита да прецени каква може да бъде границата на Земята, като вземе предвид силата на гравитацията и здравината на скалата, лежаща под планината. Те изчислиха теоретичната максимална височина на планинска верига с гранитна основа – каквато до голяма степен има връх Еверест – до 45 км на Земята.

Но има редица бариери – освен безмилостното време на нашата планета – които могат да застанат на пътя на това, според Хедли. Като начало, "в крайна сметка ще изчерпите своите тектонични сили и след това тя ще спре да расте", обяснява тя. Учените смятат, че в крайна сметка мантията на Земята ще се охлади до такава степен, че танцът на тектоника на плочите ще приключи. Дотогава земетресения и свлачища също ще разрушат планината.

"В един момент планината става толкова стръмна, че е нестабилна и парчета започват да падат", казва Елмор.

С вятъра, снега и леда, които разбиват, напукват и разцепват скалата, Еверест едва ли някога ще достигне размерите, наблюдавани на Марс. "Имаме нашите метеорологични системи и времето е наистина добро за създаване на ерозионни сили", казва Хедли. "По принцип фактът, че имаме вода, независимо дали под формата на лед или сняг, или просто дъжд, е това, което наистина може да ограничи растежа на планините."

Засега Еверест продължава да се издига малко по малко в небето, докато други сили се опитват да го съборят. Екипът на Елмор от 2019 г. откри, че глобалното затопляне е още една от причините за смаляването на планината, тъй като води до значително изтъняване на снега и леда в горното течение на планината през последните десетилетия и разкривайки повече голи скали заради ерозионните въздействия на времето.

Хималаите също далеч не е най-бързо растящата планина на нашата планета. Други, като тези в швейцарските Алпи, растат по-бързо благодарение на дисбаланса в размера на ерозията. Учените установиха, че повдигането е повече от 50 пъти по-бързо от всякакви отрицателни ефекти от ерозията там. Но швейцарските Алпи са далеч по-къси от връх Еверест и повечето проучвания показват, че планините там в момента растат с 2-2,5 мм годишно. Най-близкият претендент за първото място е може би Нанга Парбат, съсед на Еверест, разположен в пакистанския хималайски масив, който е висок 8 126 м и расте със 7 мм годишно. След 241 000 години може да изпревари Еверест и да бъде най-високият връх на Земята, при условие че темповете на ерозия не се променят.