Эволюция альпийского ландшафта, записанная в осадочных породах

Оползни и селевые потоки начали формировать V-образные долины в Швейцарских Альпах примерно 25 миллионов лет назад. Этот ландшафт контрастирует с плоской и холмистой местностью, которая характеризовала Альпы несколькими миллионами лет ранее. Геологи из Бернского университета применили цифровые технологии, чтобы раскрыть эти изменения в эволюции ландшафта. Они проанализировали окаменевшие русла рек в Центральной Швейцарии возрастом 30–25 миллионов лет и получили детальную картину того, как Альпы изменились за короткий промежуток времени.

Современная форма Альп с крутыми V-образными долинами и бурными потоками сформировалась примерно за пять миллионов лет. Этот промежуток может показаться очень долгим, но для геологов это лишь мгновение. Таков ключевой вывод исследования Филиппоса Гарефалакиса и Фрица Шлунеггера из Бернского университета, которые проанализировали тысячи галек на горе Риги в Центральной Швейцарии. Эта гора, состоящая из окаменевших речных отложений с галькой, демонстрирует подъём Альп и связанные с ним изменения ландшафта. Учёные выяснили, что Центральные Швейцарские Альпы превратились из холмистой равнины британского типа в пересечённую местность с бурными потоками и глубокими ущельями. Результаты исследования недавно опубликованы в Scientific Reports.

От лугового пейзажа к альпийскому ландшафту

30 миллионов лет назад истоки альпийских рек находились на плато с пологими склонами, подобно современной Великобритании. «Неторопливые потоки откладывали тонны гальки, что привело к формированию толщи из тысяч окаменевших русел, называемых конгломератами», — объясняет Филиппос Гарефалакис. Соответственно, каждый пласт представляет собой отложения древней реки. Учёные проанализировали пласт за пластом и тысячи галек от основания до вершины горы Риги. Изменения удивили исследователей: отложения возрастом 30 миллионов лет в основании содержат гальку размером с яблоко, а глубины потоков составляли 2–4 метра. На вершине горного массива в отложениях возрастом 25 миллионов лет встречаются валуны размером с футбольный мяч, а глубины потоков были менее 1 метра. Альпийские потоки должны были стать мощнее и приобрести хаотичный характер течения.

Драматичная эволюция

«Изменение альпийского ландшафта должно было быть драматичным и быстрым», — отмечает Филиппос. «Валуны размером с футбольный мяч могут переноситься только мощными селевыми потоками во время паводков». Такие процессы типичны для крутого ландшафта, где оползни поставляют большие объёмы материала. Таким образом, Альпы приобрели свою современную форму уже 25 миллионов лет назад. Однако 30 миллионов лет назад ситуация была иной: потоки были спокойными, а их истоки находились в луговой местности. «Эти изменения произошли, когда Альпы начали подниматься и становиться круче, что по геологическим меркам случилось за короткий промежуток времени».

Применение цифровых технологий

Инженеры установили количественные зависимости между размером галек в реках и мощностью потока. «Мы можем применить те же концепции к древним речным отложениям, но нам необходимо измерить размер тысяч галек», — говорит Филиппос. Это стало возможным благодаря компьютерным технологиям, позволяющим измерять большое количество галек на цифровых фотографиях. Эта новая технология впервые применена к горным породам и позволит получить новые данные о древних водных потоках Земли.