Размеры гималайских долин контролируются тектоническим поднятием пород, показывает исследование

Новое исследование, опубликованное в Nature Geoscience, было направлено на определение факторов, контролирующих изменчивость форм долин Гималаев и их влияние на накопление осадков. Доктор Фиона Клабб из Даремского университета (Великобритания) и коллеги использовали автоматизированное программное обеспечение для анализа 1.5 миллионов измерений долин по всей горной системе, чтобы отследить изменения их ширины.

Результаты показывают, что крутизна речного русла является доминирующим фактором, определяющим ширину дна долины, и служит индикатором скорости тектонического поднятия пород. Более высокие темпы поднятия соответствуют более узкому дну горной долины. Этот процесс происходит на геологических, а не на коротких эрозионных временных масштабах. Расширение долин происходит преимущественно на пологих участках за счет осаждения наносов, а не за счет боковой эрозии коренных пород. Самые широкие долины встречаются на высотах менее 1000 м (на юге региона) и более 4000 м (где в прошлом действовала ледниковая эрозия).

Модель команды показала, что высокие темпы поднятия увеличивают уклон русел и скорость водного потока. Это усиливает эрозионную способность рек, которые врезаются в ложе, сужая дно долины. Важным исключением являются оползни, которые могут перегораживать русла и вызывать осаждение наносов выше по течению, временно расширяя долину. Состав коренных пород также играет роль: более устойчивые к эрозии литологии (например, граниты и гнейсы) могут влиять на сужение дна и вероятность оползней.

В ходе исследования было установлено, что корреляция между скоростью водного потока и врезанием русла в Гималаях слабая. Наименьшие скорости поднятия пород (0.1–0.2 мм/год) соответствуют самым широким долинам и пологим руслам, а высокие скорости эксгумации (более 2 мм/год) — узким долинам с крутыми руслами, что в первую очередь контролируется тектоникой. Среди протестированных факторов (высота, крутизна русла, скорость воды, литология, расстояние до разлома) крутизна русла оказалась наиболее значимой, а литология — наименее важной.

Таким образом, высокие темпы поднятия пород (отражаемые крутизной русла) увеличивают транспортирующую способность рек, что приводит к врезанию и сужению дна долины. Для крупнейших гималайских долин время пребывания осадочных заполнений в системе может превышать 100 000 лет. Несмотря на влияние антропогенных факторов (например, строительства плотин) и оползней, тектоническая активность остается более значимой силой, контролирующей ширину долин вверх по течению.