Forskere har nettopp avslørt den mest detaljerte geologiske modellen av jordens siste 100 millioner år

Publisert av Platon

Følgere: 0

Jordens overflate er den "levende huden" på planeten vår - den forbinder de fysiske, kjemiske og biologiske systemene. Over geologisk tid endrer landskap seg etter hvert som denne overflaten utvikler seg, og regulerer karbon syklus og næringssirkulasjon når elver frakter sediment ut i havene.

Alle disse interaksjonene har vidtrekkende effekter på økosystemer og biologisk mangfold – de mange levende tingene som bor på planeten vår.

Som sådan er rekonstruering av hvordan jordens landskap har utviklet seg over millioner av år et grunnleggende skritt mot å forstå den skiftende formen til planeten vår, og samspillet mellom ting som klima og tektonikk. Det kan også gi oss ledetråder om utviklingen av biologisk mangfold.

Arbeide med forskere i Frankrike (Fransk nasjonalt senter for vitenskapelig forskning, ENS Paris universitet, universitetet i Grenoble og universitetet i Lyon), vårt team ved University of Sydney har nå publisert en detaljert geologisk modell av jordens overflateendringer i prestisjetunge tidsskrift Vitenskap.

Vår er den første dynamiske modellen – en datasimulering – fra de siste 100 millioner årene med høy oppløsning ned til ti kilometer. I enestående detalj avslører den hvordan jordens overflate har endret seg over tid, og hvordan det har påvirket måten sediment beveger seg rundt og legger seg på.

Inndelt i rammer på en million år, er modellen vår basert på et rammeverk som inkorporerer platetektoniske og klimatiske krefter med overflateprosesser som jordskjelv, forvitring, skiftende elver og mer.

[Innebygd innhold]

Tre år underveis

Prosjektet startet for rundt tre år siden da vi startet utviklingen av en ny global-skala landskapsutviklingsmodell, i stand til å simulere millioner av år med endring. Vi fant også måter å automatisk legge til annen informasjon i rammeverket vårt, for eksempel paleogeografi – historien til jordens landskap.

For denne nye studien brukte rammeverket vårt state-of-the-art platetektoniske rekonstruksjoner og simuleringer av tidligere klima på global skala.

Våre avanserte datasimuleringer brukte Australias Nasjonal beregningsinfrastruktur, kjører på hundrevis av dataprosessorer. Hver simulering tok flere dager, og bygget et fullstendig bilde for å rekonstruere de siste 100 millioner årene av jordens overflateevolusjon.

[Innebygd innhold]

All denne datakraften har resultert i globale høyoppløselige kart som viser høyder og nedturer i jordens landskap (høyde), samt strømmene av vann og sediment.

Alle disse passer godt med eksisterende geologiske observasjoner. For eksempel kombinerte vi data fra i dag elvesediment og vannføringer, dreneringsbassengområder, seismiske undersøkelser og langsiktige lokale og globale erosjonstrender.

Våre hovedutganger er tilgjengelige som tidsbaserte globale kart med fem millioner års mellomrom fra Open Science Framework.

Vann og sedimentstrøm gjennom rom og tid

En av jordens grunnleggende overflateprosesser er erosjon, en langsom prosess der materialer som jord og stein blir slitt og båret bort av vind eller vann. Dette resulterer i sedimentstrømmer.

Erosjon spiller en viktig rolle i jordens karbon syklus – den uendelige globale sirkulasjonen av en av livets essensielle byggesteiner, karbon. Å undersøke måten sedimentstrømmer har endret seg gjennom rom og tid er avgjørende for vår forståelse av hvordan jordens klima har variert tidligere.

Vi fant ut at modellen vår gjengir nøkkelelementene i jordas sedimenttransport, fra nedbørfeltdynamikk som viser elvenettverk over tid til de langsomme endringene av store sedimentære bassenger.

Fra våre resultater fant vi også flere inkonsistenser mellom eksisterende observasjoner av berglag (lag), og prediksjoner av slike lag. Dette viser at modellen vår kan være nyttig for å teste og raffinere rekonstruksjoner av tidligere landskap.

Våre simulerte tidligere landskap er fullt integrert med de ulike prosessene som er i spill, spesielt det hydrologiske systemet – bevegelsen av vann – som gir en mer robust og detaljert oversikt over jordens overflate.

Vår studie avslører flere detaljer om rollen som jordens overflate i stadig utvikling har spilt i bevegelsen av sedimenter fra fjelltopper til havbassenger, og til slutt regulerer karbonsyklusen og jordens klimasvingninger gjennom dyp tid.

Når vi utforsker disse resultatene i takt med den geologiske rekorden, vil vi være i stand til å svare på langvarige spørsmål om ulike avgjørende trekk ved jordsystemet – inkludert måten planeten vår sykluser næringsstoffer på, og har gitt opphav til liv slik vi kjenner det.

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Bilde Credit: Sander Lenaerts on Unsplash