Gli scienziati hanno appena rivelato il modello geologico più dettagliato degli ultimi 100 milioni di anni della Terra

Ripubblicato da Platone

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La superficie terrestre è la "pelle vivente" del nostro pianeta: collega i sistemi fisici, chimici e biologici. Nel corso del tempo geologico, i paesaggi cambiano man mano che questa superficie si evolve, regolando il ciclo del carbonio e la circolazione dei nutrienti mentre i fiumi trasportano i sedimenti negli oceani.

Tutte queste interazioni hanno effetti di vasta portata sugli ecosistemi e sulla biodiversità, i molti esseri viventi che abitano il nostro pianeta.

Pertanto, ricostruire come i paesaggi della Terra si sono evoluti nel corso di milioni di anni è un passo fondamentale per comprendere la forma mutevole del nostro pianeta e l'interazione di cose come il clima e la tettonica. Può anche darci indizi sull'evoluzione della biodiversità.

Lavorare con scienziati in Francia (Centro nazionale francese per la ricerca scientifica, ENS Parigi università, Università di Grenoble e Università di Lione), il nostro team presso l'Università di Sydney ha ora pubblicato un modello geologico dettagliato dei cambiamenti della superficie terrestre nel prestigiosa rivista Scienze.

Il nostro è il primo modello dinamico, una simulazione al computer, degli ultimi 100 milioni di anni ad alta risoluzione fino a dieci chilometri. Con dettagli senza precedenti, rivela come la superficie terrestre sia cambiata nel tempo e come ciò abbia influenzato il modo in cui i sedimenti si muovono e si depositano.

Suddiviso in fotogrammi di un milione di anni, il nostro modello si basa su una struttura che incorpora le forze tettoniche e climatiche delle placche con processi superficiali come terremoti, agenti atmosferici, cambiamenti dei fiumi e altro ancora.

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Tre anni di lavoro

Il progetto è iniziato circa tre anni fa, quando abbiamo iniziato lo sviluppo di un nuovo modello di evoluzione del paesaggio su scala globale, in grado di simulare milioni di anni di cambiamento. Abbiamo anche trovato modi per aggiungere automaticamente altre informazioni alla nostra struttura, come la paleogeografia, la storia dei paesaggi della Terra.

Per questo nuovo studio, il nostro framework ha utilizzato lo stato dell'arte ricostruzioni tettoniche a placche ed simulazioni di climi passati su scala globale.

Le nostre simulazioni avanzate al computer hanno utilizzato quelle australiane Infrastrutture computazionali nazionali, in esecuzione su centinaia di processori di computer. Ogni simulazione ha richiesto diversi giorni, costruendo un quadro completo per ricostruire gli ultimi 100 milioni di anni di evoluzione della superficie terrestre.

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Tutta questa potenza di calcolo ha portato a mappe globali ad alta risoluzione che mostrano gli alti e bassi dei paesaggi terrestri (elevazione), così come i flussi di acqua e sedimenti.

Tutti questi si adattano bene alle osservazioni geologiche esistenti. Ad esempio, abbiamo combinato i dati dei giorni nostri sedimenti fluviali e flussi d'acqua, aree dei bacini idrografici, indagini sismiche e tendenze dell'erosione locale e globale a lungo termine.

I nostri risultati principali sono disponibili come mappe globali basate sul tempo a intervalli di cinque milioni di anni da il quadro scientifico aperto.

Acqua e flusso di sedimenti attraverso lo spazio e il tempo

Uno dei processi superficiali fondamentali della Terra è l'erosione, un processo lento in cui materiali come il suolo e la roccia vengono consumati e portati via dal vento o dall'acqua. Ciò si traduce in flussi di sedimenti.

L'erosione gioca un ruolo importante nella Terra carbonio ciclo: la circolazione globale senza fine di uno degli elementi costitutivi essenziali della vita, carbonio. Indagare il modo in cui i flussi di sedimenti sono cambiati nello spazio e nel tempo è fondamentale per la nostra comprensione di come i climi della Terra sono variati nel passato.

Abbiamo scoperto che il nostro modello riproduce gli elementi chiave del trasporto di sedimenti sulla Terra, dalle dinamiche di captazione che descrivono le reti fluviali nel tempo ai lenti cambiamenti di bacini sedimentari di grandi dimensioni.

Dai nostri risultati, abbiamo anche riscontrato diverse incongruenze tra le osservazioni esistenti di strati rocciosi (strati) e le previsioni di tali strati. Ciò dimostra che il nostro modello potrebbe essere utile per testare e perfezionare le ricostruzioni di paesaggi passati.

I nostri paesaggi del passato simulati sono completamente integrati con i vari processi in gioco, in particolare il sistema idrologico, il movimento dell'acqua, fornendo una visione più solida e dettagliata della superficie terrestre.

Il nostro studio rivela maggiori dettagli sul ruolo che la superficie terrestre in costante evoluzione ha svolto nel movimento dei sedimenti dalle cime delle montagne ai bacini oceanici, regolando in ultima analisi il ciclo del carbonio e le fluttuazioni climatiche della Terra nel tempo profondo.

Mentre esploriamo questi risultati in tandem con la documentazione geologica, saremo in grado di rispondere a domande di lunga data su varie caratteristiche cruciali del sistema terrestre, incluso il modo in cui il nostro pianeta fa circolare i nutrienti e ha dato origine alla vita così come la conosciamo.

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

Immagine di credito: Sander Lenaerts on Unsplash