Οι επιστήμονες μόλις αποκάλυψαν το πιο λεπτομερές γεωλογικό μοντέλο των τελευταίων 100 εκατομμυρίων χρόνων της Γης

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Η επιφάνεια της γης είναι το «ζωντανό δέρμα» του πλανήτη μας — συνδέει τα φυσικά, χημικά και βιολογικά συστήματα. Με την πάροδο του γεωλογικού χρόνου, τα τοπία αλλάζουν καθώς αυτή η επιφάνεια εξελίσσεται, ρυθμίζοντας την άνθρακα και την κυκλοφορία των θρεπτικών ουσιών καθώς τα ποτάμια μεταφέρουν ιζήματα στους ωκεανούς.

Όλες αυτές οι αλληλεπιδράσεις έχουν εκτεταμένες επιπτώσεις στα οικοσυστήματα και τη βιοποικιλότητα—τα πολλά έμβια όντα που κατοικούν στον πλανήτη μας.

Ως εκ τούτου, η ανακατασκευή του τρόπου με τον οποίο τα τοπία της Γης έχουν εξελιχθεί κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών είναι ένα θεμελιώδες βήμα προς την κατανόηση του μεταβαλλόμενου σχήματος του πλανήτη μας και της αλληλεπίδρασης πραγμάτων όπως το κλίμα και η τεκτονική. Μπορεί επίσης να μας δώσει ενδείξεις για την εξέλιξη της βιοποικιλότητας.

Συνεργασία με επιστήμονες στη Γαλλία (Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Έρευνας της Γαλλίας, ENS Παρίσι πανεπιστήμιο, Πανεπιστήμιο της Γκρενόμπλ και Πανεπιστήμιο της Λυών), Η ομάδα μας στο Πανεπιστήμιο του Σίδνεϋ δημοσίευσε τώρα ένα λεπτομερές γεωλογικό μοντέλο των επιφανειακών αλλαγών της Γης στο έγκριτο περιοδικό Επιστήμη.

Το δικό μας είναι το πρώτο δυναμικό μοντέλο—μια προσομοίωση υπολογιστή—των τελευταίων 100 εκατομμυρίων ετών σε υψηλή ανάλυση έως και δέκα χιλιόμετρα. Με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια, αποκαλύπτει πώς έχει αλλάξει η επιφάνεια της Γης με την πάροδο του χρόνου και πώς αυτό έχει επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο τα ιζήματα κινούνται και καθιζάνουν.

Σπασμένο σε πλαίσια ενός εκατομμυρίου ετών, το μοντέλο μας βασίζεται σε ένα πλαίσιο που ενσωματώνει τεκτονικές και κλιματικές δυνάμεις πλακών με επιφανειακές διεργασίες όπως σεισμούς, καιρικές συνθήκες, αλλαγή ποταμών και πολλά άλλα.

[Ενσωματωμένο περιεχόμενο]

Τρία Χρόνια στο Δημιουργία

Το έργο ξεκίνησε πριν από περίπου τρία χρόνια, όταν ξεκινήσαμε την ανάπτυξη ενός νέου παγκόσμιας κλίμακας μοντέλο εξέλιξης τοπίου, ικανό να προσομοιώσει εκατομμύρια χρόνια αλλαγής. Βρήκαμε επίσης τρόπους για να προσθέτουμε αυτόματα άλλες πληροφορίες στο πλαίσιό μας, όπως η παλαιογεωγραφία—η ιστορία των τοπίων της Γης.

Για αυτήν τη νέα μελέτη, το πλαίσιο μας χρησιμοποίησε τελευταίας τεχνολογίας τεκτονικές ανακατασκευές πλακών και προσομοιώσεις προηγούμενων κλιμάτων σε παγκόσμια κλίμακα.

Οι προηγμένες προσομοιώσεις υπολογιστών μας χρησιμοποιούσαν τις προσομοιώσεις της Αυστραλίας Εθνική Υπολογιστική Υποδομή, που τρέχει σε εκατοντάδες επεξεργαστές υπολογιστών. Κάθε προσομοίωση χρειάστηκε αρκετές ημέρες, δημιουργώντας μια πλήρη εικόνα για την ανακατασκευή των τελευταίων 100 εκατομμυρίων ετών εξέλιξης της επιφάνειας της Γης.

[Ενσωματωμένο περιεχόμενο]

Όλη αυτή η υπολογιστική ισχύς είχε ως αποτέλεσμα παγκόσμιους χάρτες υψηλής ανάλυσης που δείχνουν τα ψηλά και τα χαμηλά των τοπίων της Γης (υψόμετρο), καθώς και τις ροές του νερού και των ιζημάτων.

Όλα αυτά ταιριάζουν καλά με τις υπάρχουσες γεωλογικές παρατηρήσεις. Για παράδειγμα, συνδυάσαμε δεδομένα από τη σημερινή εποχή ιζήματα του ποταμού και ρέει νερό, περιοχές λεκάνης απορροής, σεισμικές έρευνες και μακροπρόθεσμες τοπικές και παγκόσμιες τάσεις διάβρωσης.

Τα κύρια αποτελέσματα μας είναι διαθέσιμα ως παγκόσμιοι χάρτες με βάση το χρόνο σε διαστήματα πέντε εκατομμυρίων ετών από το Πλαίσιο Ανοιχτής Επιστήμης.

Ροή νερού και ιζημάτων μέσω του χώρου και του χρόνου

Μία από τις θεμελιώδεις επιφανειακές διεργασίες της Γης είναι η διάβρωση, μια αργή διαδικασία κατά την οποία υλικά όπως το έδαφος και ο βράχος φθείρονται και παρασύρονται από τον άνεμο ή το νερό. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ροές ιζημάτων.

Η διάβρωση παίζει σημαντικό ρόλο στη Γη άνθρακας κύκλος—η ατελείωτη παγκόσμια κυκλοφορία ενός από τα βασικά δομικά στοιχεία της ζωής, άνθρακας. Η διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο οι ροές των ιζημάτων έχουν αλλάξει μέσω του χώρου και του χρόνου είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα κλίματα της Γης ποικίλλουν στο παρελθόν.

Βρήκαμε ότι το μοντέλο μας αναπαράγει τα βασικά στοιχεία της μεταφοράς ιζημάτων της Γης, από τη δυναμική της λεκάνης απορροής που απεικονίζει τα δίκτυα ποταμών με την πάροδο του χρόνου έως τις αργές αλλαγές μεγάλης κλίμακας ιζηματογενείς λεκάνες.

Από τα αποτελέσματά μας, βρήκαμε επίσης αρκετές ασυνέπειες μεταξύ των υπαρχουσών παρατηρήσεων στρωμάτων βράχου (στρώματα) και προβλέψεων τέτοιων στρωμάτων. Αυτό δείχνει ότι το μοντέλο μας θα μπορούσε να είναι χρήσιμο για τη δοκιμή και την τελειοποίηση ανακατασκευών παλαιότερων τοπίων.

Τα προσομοιωμένα προηγούμενα τοπία μας είναι πλήρως ενσωματωμένα με τις διάφορες διεργασίες που παίζουν, ειδικά το υδρολογικό σύστημα - την κίνηση του νερού - παρέχοντας μια πιο στιβαρή και λεπτομερή άποψη της επιφάνειας της Γης.

Η μελέτη μας αποκαλύπτει περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με το ρόλο που έχει παίξει η συνεχώς εξελισσόμενη επιφάνεια της Γης στη μετακίνηση των ιζημάτων από τις κορυφές των βουνών στις λεκάνες των ωκεανών, ρυθμίζοντας τελικά τον κύκλο του άνθρακα και τις κλιματικές διακυμάνσεις της Γης στο βάθος χρόνου.

Καθώς εξερευνούμε αυτά τα αποτελέσματα παράλληλα με το γεωλογικό αρχείο, θα είμαστε σε θέση να απαντήσουμε σε μακροχρόνιες ερωτήσεις σχετικά με διάφορα κρίσιμα χαρακτηριστικά του γήινου συστήματος—συμπεριλαμβανομένου του τρόπου με τον οποίο ο πλανήτης μας κυκλώνει τα θρεπτικά συστατικά και έχει δώσει ώθηση στη ζωή όπως τη γνωρίζουμε.

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Image Credit: Σάντερ Λέναερτς on Unsplash