Эксперименты открывают окно в формирование ландшафтов
Геологи из Университета Орегона в реальном времени наблюдали формирование хребтов и долин в лабораторных условиях. Эти исследования, проведенные в ускоренном режиме, позволяют предположить, как изменение климата может повлиять на ландшафты.
Результаты, опубликованные 3 июля в журнале Science, дают долгожданный ответ на вопрос, почему некоторые элементы ландшафта выглядят так упорядоченно, с четкими и равномерно расположенными долинами и хребтами. Это достигается в результате длительного противоборства между эрозией, вызванной стоком воды, которая влияет на углубление речных долин, и перемещением почвы на склонах холмов из-за деятельности сурков, корней деревьев, муравьев и морозного пучения.
Проект, финансируемый Национальным научным фондом США (EAR 1252177), является частью растущих усилий в геоморфологии по пониманию того, как процессы на склонах соперничают с водным стоком в формировании долин. Процессы стока вырезают долины, а движение почвы на склонах стремится их заполнить. Относительная активность этих конкурирующих сил определяет расстояние между холмами и долинами. «Эти сети зависят от климата», — отметил Джошуа Дж. Роуринг из Университета Орегона.
В ходе пяти 20-часовых экспериментов в небольших песочницах аспирантка Кристин Э. Суини, ведущий автор исследования, моделировала тектонический подъем. Для индукции эрозии она использовала 42 форсунки, создававшие осадки, и 625 тупых игл, имитировавших естественные нарушения на склонах. Каждый эксперимент показал, как эти процессы совместно превращают равнины в хребты и долины.
«В наших экспериментах мы смогли диктовать задействованные процессы и наблюдать возникающие ландшафты», — сказала Суини. Исследование подтверждает более ранние работы с использованием математических вычислений, опубликованные в журнале Nature в июле 2009 года, и впервые дает физическое документальное подтверждение процессов.
«Вклад склонов в формирование дренажных бассейнов не получил широкого признания, — сказал Роуринг. — Чем больше воды в ландшафтах, тем больше растительности и активности на склонах. Если сделать среду суше, активность процессов на склонах снижается, и дренажные сети должны это отражать».