Химическое выветривание контролирует скорость эрозии в реках

Химическое выветривание может контролировать устойчивость коренных пород в руслах рек к эрозии, согласно новому исследованию. Результаты не только объясняют, как климат может влиять на скорость эрозии ландшафта, но и могут улучшить способность ученых интерпретировать и прогнозировать обратные связи между эрозией, тектоникой плит и климатом Земли.

Исследование, проведенное под руководством Техасского университета в Остине, было опубликовано в журнале Nature 14 апреля 2016 года. Учёные провели полевые работы на Большом острове Гавайи, где коренные породы представлены вулканическим базальтом, что позволило изучить влияние химического выветривания, прочности пород и скорости эрозии в условиях резкого градиента осадков.

Исследователи обнаружили, что коренные породы были более химически выветрелыми и физически слабыми там, где количество осадков было больше. Ключевым выводом стало то, что в зонах высоких осадков могут поддерживаться высокие скорости эрозии, несмотря на постоянное обнажение «свежей породы». Эта свежая порода быстро выветривается на поверхности, что ослабляет её и позволяет реке эффективно разрушать.

«Это создает положительную обратную связь, позволяющую руслам рек поддерживать высокие скорости выветривания, слабую породу и высокие темпы эрозии», — пояснил ведущий автор, аспирант Брендан Мерфи. На основе этих данных учёные модифицировали численную модель, описывающую углубление рек в ландшафт, что значительно улучшило точность прогнозов.

Понимание этой взаимосвязи важно, поскольку эрозия коренных пород влияет на химическое выветривание — ключевой компонент глобального углеродного цикла, удаляющий углекислый газ из атмосферы. «Возможность моделировать эволюцию ландшафта и роль климата в этом важна для связи этих глобальных циклов», — заключил Мерфи.