Как погода и климат формируют жизнеобеспечивающую поверхность Земли

Новое исследование геологов из Университета Колорадо в Боулдере проливает свет на скрытый мир от вершин хребтов до днищ долин и показывает, как осадки формируют часть нашей планеты, известную как «критическая зона». Эта зона, состоящая из растительности, почвы и водоносного материала, скрывающего коренные породы, имеет решающее значение для жизни и контролирует запасы и сток подземных вод.

Глубина и характер критической зоны, определяющие запасы воды и плодородие почв, кардинально различаются в зависимости от климата. Исследователи сравнили две обсерватории критической зоны (Critical Zone Observatories, CZO): в хребте Фронт-Рейндж (Колорадо) свежая порода залегает близко к поверхности под тонким слоем, а в Пидмонте (Южная Каролина) она скрыта под мощной толщей выветрелых пород, которая утолщается под хребтами и истончается под долинами.

Ученые создали численную модель, чтобы проверить, объясняют ли эти резкие различия в первую очередь количество осадков. Модель отслеживает просачивание дождевой воды через ландшафт и вызванное ею преобразование (выветривание) минералов породы в глину. Результаты, опубликованные в специальном выпуске журнала Hydrological Processes, показывают, что сухой климат формирует неглубокую критическую зону колорадского типа, а влажный — мощную, волнистую зону типа Южной Каролины.

«Увлекательно, как простые закономерности в толщине критической зоны реагируют на климат, эрозию и, несомненно, на процессы, которые мы еще не рассматривали», — сказала профессор Сюзанна Андерсон. «Способность предсказывать эти закономерности выветривания позволяет нам понять то, что нас волнует, — от водоснабжения до поддержания здоровых почв».

«Почвенные ресурсы бесценны. Один из аспектов, который мы должны были учесть в этом моделировании, — это то, что на формирование имеющейся у нас почвы уходят тысячи лет. Если она будет снесена или неправильно использована, она не восстановится в масштабах человеческого времени», — отметил профессор Роберт Андерсон.