Une chaîne de montagnes ou une chaîne de collines est une série de montagnes ou de collines alignées et reliées par des hauteurs. Un système de montagne ou une chaîne de montagnes est un groupe de chaînes de montagnes dont la forme, la structure et l'alignement se ressemblent et qui sont nées de la même cause, généralement une orogénie. Les chaînes de montagnes sont formées par divers processus géologiques, mais la plupart des plus importants sur Terre résultent de la tectonique des plaques. Les chaînes de montagnes se trouvent également sur de nombreux objets de masse planétaire dans le système solaire et sont probablement une caractéristique de la plupart des planètes terrestres. Les chaînes de montagnes sont généralement segmentées par des hautes terres ou des cols et des vallées. Les montagnes individuelles à l'intérieur d'une même chaîne de montagnes n'ont pas nécessairement la même structure géologique ou pétrologique. Il peut s'agir d'un mélange de différentes expressions orogéniques et de terranes, par exemple des nappes de poussée, des blocs soulevés, des plis, des montagnes et des reliefs volcaniques donnant lieu à divers types de roches. La plupart des chaînes de montagnes géologiquement jeunes situées à la surface de la Terre sont associées à la ceinture de feu du Pacifique ou à la ceinture des Alpes. La ceinture de feu du Pacifique englobe les Andes d'Amérique du Sud, s'étend à travers la Cordillère nord-américaine le long de la côte du Pacifique et des Aléoutiennes, jusqu'au Kamchatka, au Japon, à Taiwan, aux Philippines, en Papouasie-Nouvelle-Guinée et jusqu'en Nouvelle-Zélande. Les Andes mesurent 7 000 kilomètres et sont souvent considérées comme le plus long système de montagne du monde. La ceinture de l’Alpide comprend l’Indonésie et l’Asie du Sud-Est, traverse l’Himalaya et se termine dans les Alpes, l’Espagne et l’Atlas. La ceinture comprend également d'autres chaînes de montagnes européennes et asiatiques. L'Himalaya abrite les plus hautes montagnes du monde, y compris le mont Everest, qui culmine à 8 848 mètres et traverse la frontière entre la Chine et le Népal. Les chaînes de montagnes situées à l'extérieur de ces deux systèmes comprennent la Cordillère arctique, l'Oural, les Appalaches, les montagnes scandinaves, la grande chaîne de partage, les montagnes de l'Altaï et les montagnes du Hijaz. Si la définition d'une chaîne de montagnes est étendue aux montagnes sous-marines, alors les Ocean Ridges forment le plus long système de montagne continu sur Terre, avec une longueur de 65 000 km (40 400 km).
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