Огромный временной лаг между эрозией и горообразованием

Новый анализ скорости эрозии за последние миллионы лет показал значительный временной лаг между тектоническим поднятием и максимальными темпами эрозии в горах Прекордильеры в Аргентине. Согласно исследованию международной группы учёных, пик тектонического сжатия и эксгумации пород пришёлся на период 12–9 миллионов лет назад, тогда как максимальный эрозионный отклик был зафиксирован примерно 7 миллионов лет назад, то есть с задержкой в два миллиона лет.

Включение этих новых данных в динамические орогенные модели крайне важно для прогнозирования обратных связей между эрозией и поднятием, отмечает учёный из GFZ (Немецкого исследовательского центра геонаук) Хелла Виттманн, соавтор исследования, опубликованного в журнале Earth and Planetary Science Letters. Она добавляет: «Возможность количественно оценить эрозионный отклик на горообразование в долгосрочном масштабе открывает новые пути для расшифровки обратных связей между тектоникой и климатом, которые взаимодействуют, формируя ландшафт нашей планеты».

Исследуя выходы песчаников в предгорьях аргентинской Прекордильеры, команда учёных из Сиракузского и Индианского университетов (США) и GFZ (Потсдам, Германия) восстановила историю эрозии южно-центральных Анд на 30° ю.ш. за последние восемь миллионов лет. Учёные использовали особую форму изотопов бериллия (¹⁰Be) и алюминия (²⁶Al), которые образуются под действием космического излучения со скоростью всего несколько атомов на грамм материала в год. Такие космогенные нуклиды формируются в верхних нескольких метрах земной поверхности и накапливаются со временем после обнажения пород. Измерение количества ¹⁰Be и ²⁶Al в отложениях или почве указывает на скорость эрозии материала поверхности.

Существуют две основные концепции связи горообразования (через тектоническое сжатие) с эрозией. Модели динамики орогенного клина предсказывают мгновенный отклик эрозии на импульсы поднятия пород из-за изостатической компенсации массовых потоков. Модели, основанные на мощности потока, предсказывают запаздывающий отклик, поскольку уклоны русел контролируются в первую очередь распространением резких изменений в их профиле через речную сеть. Таким образом, двухмиллионная задержка эрозионного отклика на тектоническое сжатие отражает время, необходимое для распространения волны эрозии по речной сети в полузасушливых условиях Прекордильеры, где эффективность эрозии ограничена низким количеством осадков.