Các nhà khoa học vừa tiết lộ mô hình địa chất chi tiết nhất của Trái đất trong 100 triệu năm qua

Bề mặt trái đất là “lớp da sống” của hành tinh chúng ta—nó kết nối các hệ thống vật lý, hóa học và sinh học. Theo thời gian địa chất, cảnh quan thay đổi khi bề mặt này phát triển, điều chỉnh chu kỳ carbon và lưu thông chất dinh dưỡng khi các dòng sông mang trầm tích vào đại dương.

Tất cả những tương tác này có tác động sâu rộng đến hệ sinh thái và đa dạng sinh học—nhiều sinh vật sống trên hành tinh của chúng ta.

Do đó, việc tái tạo lại cách các cảnh quan của Trái đất đã phát triển qua hàng triệu năm là một bước cơ bản để hiểu được sự thay đổi hình dạng của hành tinh chúng ta và sự tương tác của những thứ như khí hậu và kiến ​​tạo. Nó cũng có thể cho chúng ta manh mối về sự tiến hóa của đa dạng sinh học.

Làm việc với các nhà khoa học tại Pháp (Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp, ENS Paris đại học, Đại học Grenoble và Đại học Lyon), đội của chúng tôi tại Đại học Sydney hiện đã công bố một mô hình địa chất chi tiết về những thay đổi trên bề mặt Trái đất trong tạp chí uy tín Khoa học.

Mô hình của chúng tôi là mô hình động đầu tiên—mô phỏng trên máy tính—trong 100 triệu năm qua ở độ phân giải cao xuống tới mười km. Với chi tiết chưa từng có, nó cho thấy bề mặt Trái đất đã thay đổi như thế nào theo thời gian và điều đó đã ảnh hưởng như thế nào đến cách trầm tích di chuyển và lắng đọng.

Được chia thành các khung có thời lượng một triệu năm, mô hình của chúng tôi dựa trên một khung kết hợp các lực kiến ​​tạo mảng và khí hậu với các quá trình bề mặt như động đất, thời tiết, dòng sông thay đổi, v.v.

---

[Nhúng nội dung]

---

Ba năm hình thành

Dự án bắt đầu khoảng ba năm trước khi chúng tôi bắt đầu phát triển một mô hình tiến hóa cảnh quan quy mô toàn cầu, có khả năng mô phỏng sự thay đổi hàng triệu năm. Chúng tôi cũng đã tìm ra cách để tự động thêm thông tin khác vào khuôn khổ của mình, chẳng hạn như cổ địa lý—lịch sử các cảnh quan trên Trái đất.

Đối với nghiên cứu mới này, khuôn khổ của chúng tôi đã sử dụng công nghệ tiên tiến nhất tái kiến ​​tạo mảng và mô phỏng khí hậu trong quá khứ trên quy mô toàn cầu.

Mô phỏng máy tính tiên tiến của chúng tôi đã sử dụng của Úc Cơ sở hạ tầng tính toán quốc gia, chạy trên hàng trăm bộ xử lý máy tính. Mỗi mô phỏng mất vài ngày, xây dựng một bức tranh hoàn chỉnh để tái tạo lại 100 triệu năm quá trình tiến hóa trên bề mặt Trái đất.

---

[Nhúng nội dung]

---

Tất cả sức mạnh tính toán này đã dẫn đến các bản đồ có độ phân giải cao toàn cầu hiển thị mức cao và thấp của cảnh quan Trái đất (độ cao), cũng như dòng chảy của nước và trầm tích.

Tất cả những điều này đều phù hợp với các quan sát địa chất hiện có. Chẳng hạn, chúng tôi đã kết hợp dữ liệu từ ngày nay trầm tích sông và dòng nước, khu vực lưu vực thoát nước, khảo sát địa chấn và xu hướng xói mòn dài hạn của địa phương và toàn cầu.

Các kết quả đầu ra chính của chúng tôi có sẵn dưới dạng bản đồ toàn cầu dựa trên thời gian trong khoảng thời gian XNUMX triệu năm từ Khung Khoa học Mở.

Dòng nước và trầm tích xuyên qua không gian và thời gian

Một trong những quá trình bề mặt cơ bản của Trái đất là xói mòn, một quá trình chậm trong đó các vật liệu như đất và đá bị gió hoặc nước bào mòn và mang đi. Điều này dẫn đến dòng chảy trầm tích.

Xói mòn đóng một vai trò quan trọng trong trái đất carbon chu kỳ—vòng tuần hoàn toàn cầu không bao giờ kết thúc của một trong những khối xây dựng thiết yếu của cuộc sống, carbon. Điều tra cách dòng chảy trầm tích đã thay đổi theo không gian và thời gian là rất quan trọng để chúng ta hiểu được khí hậu Trái đất đã thay đổi như thế nào trong quá khứ.

Chúng tôi nhận thấy rằng mô hình của chúng tôi tái tạo các yếu tố chính trong quá trình vận chuyển trầm tích của Trái đất, từ động lực lưu vực mô tả mạng lưới sông theo thời gian đến những thay đổi chậm của bể trầm tích quy mô lớn.

Từ kết quả của chúng tôi, chúng tôi cũng tìm thấy một số mâu thuẫn giữa các quan sát hiện tại về các lớp đá (tầng) và dự đoán về các lớp đó. Điều này cho thấy mô hình của chúng tôi có thể hữu ích để thử nghiệm và tinh chỉnh các bản dựng lại các cảnh quan trong quá khứ.

Các cảnh quan trong quá khứ mô phỏng của chúng tôi được tích hợp hoàn toàn với các quá trình khác nhau đang diễn ra, đặc biệt là hệ thống thủy văn—sự chuyển động của nước—cung cấp một cái nhìn mạnh mẽ và chi tiết hơn về bề mặt Trái đất.

Nghiên cứu của chúng tôi tiết lộ chi tiết hơn về vai trò mà bề mặt Trái đất không ngừng phát triển đã đóng vai trò trong sự di chuyển của trầm tích từ đỉnh núi đến lưu vực đại dương, cuối cùng là điều chỉnh chu trình carbon và biến động khí hậu của Trái đất trong thời gian dài.

Khi chúng tôi khám phá những kết quả này song song với hồ sơ địa chất, chúng tôi sẽ có thể trả lời các câu hỏi đã tồn tại từ lâu về các đặc điểm quan trọng khác nhau của hệ thống Trái đất—bao gồm cả cách hành tinh của chúng ta luân chuyển chất dinh dưỡng và đã phát sinh sự sống như chúng ta biết.

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Ảnh: Sander Lenaerts on Unsplash 

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://singularityhub.com/2023/03/09/scientists-just-revealed-the-most-detailed-geological-model-of-earths-past-100-million-years/