Cientistas acabam de revelar o modelo geológico mais detalhado dos últimos 100 milhões de anos da Terra

Republicado por Platão

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A superfície da Terra é a “pele viva” do nosso planeta – ela conecta os sistemas físico, químico e biológico. Ao longo do tempo geológico, as paisagens mudam à medida que esta superfície evolui, regulando a ciclo de carbono e a circulação de nutrientes à medida que os rios transportam sedimentos para os oceanos.

Todas essas interações têm efeitos de longo alcance nos ecossistemas e na biodiversidade – os muitos seres vivos que habitam nosso planeta.

Assim, reconstruir como as paisagens da Terra evoluíram ao longo de milhões de anos é um passo fundamental para entender a mudança de forma do nosso planeta e a interação de coisas como o clima e a tectônica. Também pode nos dar pistas sobre a evolução da biodiversidade.

Trabalhando com cientistas na França (Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica, ENSParis universidade, Universidade de Grenoble e Universidade de Lyon), nossa equipe na Universidade de Sydney publicou agora um modelo geológico detalhado das mudanças na superfície da Terra no jornal de prestígio Ciência.

O nosso é o primeiro modelo dinâmico — uma simulação de computador — dos últimos 100 milhões de anos em alta resolução de até dez quilômetros. Com detalhes sem precedentes, ele revela como a superfície da Terra mudou ao longo do tempo e como isso afetou a forma como os sedimentos se movem e se depositam.

Dividido em quadros de um milhão de anos, nosso modelo é baseado em uma estrutura que incorpora forças climáticas e tectônicas de placas com processos de superfície, como terremotos, intemperismo, mudança de rios e muito mais.

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Três anos em construção

O projeto começou há cerca de três anos, quando iniciamos o desenvolvimento de um novo modelo de evolução da paisagem em escala global, capaz de simular milhões de anos de mudança. Também encontramos maneiras de adicionar automaticamente outras informações à nossa estrutura, como paleogeografia – a história das paisagens da Terra.

Para este novo estudo, nossa estrutura usou o estado da arte reconstruções de placas tectônicas e simulações de climas passados em uma escala global.

Nossas simulações avançadas de computador usaram o método da Austrália Infraestrutura Computacional Nacional, rodando em centenas de processadores de computador. Cada simulação levou vários dias, construindo uma imagem completa para reconstruir os últimos 100 milhões de anos da evolução da superfície da Terra.

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Todo esse poder de computação resultou em mapas globais de alta resolução que mostram os altos e baixos das paisagens da Terra (elevação), bem como os fluxos de água e sedimentos.

Tudo isso se encaixa bem com as observações geológicas existentes. Por exemplo, combinamos dados da atualidade sedimentos do rio e fluxos de água, áreas de bacias hidrográficas, pesquisas sísmicas e tendências de erosão locais e globais de longo prazo.

Nossos principais resultados estão disponíveis como mapas globais baseados em tempo em intervalos de cinco milhões de anos de a Estrutura de Ciência Aberta.

Fluxo de água e sedimentos através do espaço e do tempo

Um dos processos fundamentais da superfície da Terra é a erosão, um processo lento no qual materiais como solo e rocha são desgastados e levados pelo vento ou pela água. Isso resulta em fluxos de sedimentos.

A erosão desempenha um papel importante na evolução da Terra carbono ciclo - a circulação global sem fim de um dos blocos de construção essenciais da vida, carbono. Investigar a maneira como os fluxos de sedimentos mudaram no espaço e no tempo é crucial para nossa compreensão de como os climas da Terra variaram no passado.

Descobrimos que nosso modelo reproduz os elementos-chave do transporte de sedimentos da Terra, desde a dinâmica de captação que descreve redes fluviais ao longo do tempo até as mudanças lentas de bacias sedimentares de grande escala.

A partir de nossos resultados, também encontramos várias inconsistências entre as observações existentes de camadas rochosas (estratos) e as previsões de tais camadas. Isso mostra que nosso modelo pode ser útil para testar e refinar reconstruções de paisagens passadas.

Nossas paisagens simuladas do passado estão totalmente integradas com os vários processos em jogo, especialmente o sistema hidrológico – o movimento da água – fornecendo uma visão mais robusta e detalhada da superfície da Terra.

Nosso estudo revela mais detalhes sobre o papel que a superfície da Terra em constante evolução desempenhou no movimento de sedimentos dos topos das montanhas para as bacias oceânicas, regulando o ciclo do carbono e as flutuações climáticas da Terra ao longo do tempo.

À medida que exploramos esses resultados em conjunto com o registro geológico, seremos capazes de responder a perguntas de longa data sobre várias características cruciais do sistema da Terra – incluindo a maneira como nosso planeta circula os nutrientes e deu origem à vida como a conhecemos.

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

Crédito de imagem: Sander Lenaerts on Unsplash