Para Ilmuwan Baru Saja Mengungkapkan Model Geologi Paling Detail Dari 100 Juta Tahun Terakhir Bumi

Para Ilmuwan Baru Saja Mengungkapkan Model Geologi Paling Detail Dari 100 Juta Tahun Terakhir Bumi

Stempel Waktu: 9 Maret 2023 10

Permukaan bumi adalah “kulit hidup” planet kita—menghubungkan sistem fisik, kimia, dan biologi. Seiring waktu geologis, lanskap berubah saat permukaan ini berevolusi, mengatur siklus karbon dan sirkulasi nutrisi saat sungai membawa sedimen ke lautan.

Semua interaksi ini berdampak luas pada ekosistem dan keanekaragaman hayati—banyak makhluk hidup yang menghuni planet kita.

Dengan demikian, merekonstruksi bagaimana bentang alam Bumi telah berevolusi selama jutaan tahun merupakan langkah mendasar untuk memahami perubahan bentuk planet kita, dan interaksi hal-hal seperti iklim dan tektonik. Itu juga bisa memberi kita petunjuk tentang evolusi keanekaragaman hayati.

Bekerja dengan ilmuwan di Prancis (Pusat Penelitian Ilmiah Nasional Prancis, ENS Paris universitas, Universitas Grenoble, dan Universitas Lyon), tim kita di University of Sydney kini telah menerbitkan model geologi rinci perubahan permukaan bumi di jurnal bergengsi Ilmu.

Model kami adalah model dinamis pertama—simulasi komputer—dari 100 juta tahun terakhir dengan resolusi tinggi hingga sepuluh kilometer. Dalam detail yang belum pernah terjadi sebelumnya, ini mengungkapkan bagaimana permukaan bumi telah berubah dari waktu ke waktu, dan bagaimana hal itu memengaruhi cara sedimen bergerak dan mengendap.

Dipecah menjadi bingkai sejuta tahun, model kami didasarkan pada kerangka yang menggabungkan kekuatan lempeng tektonik dan iklim dengan proses permukaan seperti gempa bumi, pelapukan, perubahan sungai, dan banyak lagi.

[Embedded content]

Tiga Tahun dalam Pembuatan

Proyek ini dimulai sekitar tiga tahun lalu ketika kami memulai pengembangan baru model evolusi lanskap skala global, mampu mensimulasikan jutaan tahun perubahan. Kami juga menemukan cara untuk secara otomatis menambahkan informasi lain ke dalam kerangka kerja kami, seperti paleogeografi—sejarah bentang alam Bumi.

Untuk studi baru ini, kerangka kerja kami menggunakan state-of-the-art rekonstruksi tektonik lempeng dan simulasi iklim masa lalu dalam skala global.

Simulasi komputer canggih kami menggunakan simulasi komputer Australia Infrastruktur Komputasi Nasional, berjalan di ratusan prosesor komputer. Setiap simulasi memakan waktu beberapa hari, membangun gambaran lengkap untuk merekonstruksi 100 juta tahun terakhir evolusi permukaan Bumi.

[Embedded content]

Semua daya komputasi ini telah menghasilkan peta beresolusi tinggi global yang menunjukkan pasang surut lanskap Bumi (ketinggian), serta aliran air dan sedimen.

Semua ini cocok dengan pengamatan geologis yang ada. Misalnya, kami menggabungkan data dari hari ini sedimen sungai dan aliran air, daerah aliran sungai, survei seismik, dan tren erosi lokal dan global jangka panjang.

Keluaran utama kami tersedia sebagai peta global berbasis waktu dengan interval lima juta tahun dari Kerangka Sains Terbuka.

Fluks Air dan Sedimen Melalui Ruang dan Waktu

Salah satu proses dasar permukaan bumi adalah erosi, proses lambat di mana bahan seperti tanah dan batu terkikis dan terbawa oleh angin atau air. Hal ini mengakibatkan aliran sedimen.

Erosi memainkan peran penting dalam Bumi karbon siklus—sirkulasi global yang tidak pernah berakhir dari salah satu blok bangunan penting kehidupan, karbon. Menyelidiki cara aliran sedimen berubah melalui ruang dan waktu sangat penting untuk pemahaman kita tentang bagaimana iklim Bumi bervariasi di masa lalu.

Kami menemukan bahwa model kami mereproduksi elemen kunci transportasi sedimen Bumi, mulai dari dinamika daerah tangkapan yang menggambarkan jaringan sungai dari waktu ke waktu hingga perubahan lambat cekungan sedimen berskala besar.

Dari hasil kami, kami juga menemukan beberapa ketidakkonsistenan antara pengamatan lapisan batuan (strata) yang ada, dan prediksi lapisan tersebut. Ini menunjukkan model kami dapat berguna untuk menguji dan menyempurnakan rekonstruksi lanskap masa lalu.

Lanskap masa lalu yang disimulasikan kami sepenuhnya terintegrasi dengan berbagai proses yang terjadi, terutama sistem hidrologi—pergerakan air—yang memberikan tampilan permukaan bumi yang lebih kuat dan detail.

Studi kami mengungkapkan lebih detail tentang peran yang dimainkan permukaan Bumi yang terus berkembang dalam pergerakan sedimen dari puncak gunung ke cekungan laut, yang pada akhirnya mengatur siklus karbon dan fluktuasi iklim Bumi melalui waktu yang dalam.

Saat kami menjelajahi hasil ini bersama-sama dengan catatan geologis, kami akan dapat menjawab pertanyaan lama tentang berbagai fitur penting dari sistem Bumi — termasuk cara planet kita menggilir nutrisi, dan telah memunculkan kehidupan seperti yang kita ketahui.Percakapan

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Gambar Kredit: Sander Lenaerts on Unsplash 

Stempel Waktu:

Lebih dari Hub Singularity