Deszcz może przesuwać góry – pokazuje przełomowe badanie. Jak to możliwe?

– Może wydawać się intuicyjne, że większe opady deszczu mogą kształtować góry, sprawiając, że rzeki szybciej zagłębiają się w skały. Jednak naukowcy są również przekonani, że deszcz może erodować krajobraz wystarczająco szybko, aby zasadniczo „wysysać” skały z ziemi, skutecznie podnosząc góry w bardzo krótkim czasie – mówi główny autor badań dr Byron Adams, członek Royal Society Dorothy Hodgkin z Cabot Institute for the Environment.

– Obie te teorie są przedmiotem debaty od dziesięcioleci, ponieważ pomiary wymagane do ich udowodnienia są tak skomplikowane. To właśnie sprawia, że ​​to odkrycie jest tak ekscytującym przełomem, ponieważ silnie potwierdza pogląd, że procesy atmosferyczne i te na ziemi są ze sobą ściśle powiązane – mówi badacz cytowany przez Science Daily.

Badania przeprowadzono w środkowych i wschodnich Himalajach Bhutanu i Nepalu, ponieważ ten region stał się jednym z najczęściej wybieranych do badań wskaźnika erozji. Dr Adams, wraz ze współpracownikami z Arizona State University (ASU) i Louisiana State University, postanowił zmierzyć, jak szybko rzeki wpływają na erozję skał znajdujących się pod nimi. Aby to obliczyć zdecydował się połączyć techniki regresji z matematycznymi modelami erozji rzek.

– Kiedy kosmiczna cząstka dotrze do ziemi, prawdopodobnie uderzy w ziarna piasku na zboczach wzgórz, które następnie zostaną przetransportowane w kierunku rzek. Kiedy to się stanie, niektóre atomy w każdym ziarenku piasku mogą przekształcić się w rzadki pierwiastek. Licząc, ile atomów tego pierwiastka znajduje się w worku z piaskiem, możemy obliczyć, jak długo piasek się tam znajdował, a zatem jak szybko krajobraz ulega erozji. Gdy już mamy wskaźniki erozji z całego pasma górskiego, możemy go porównać ze zmianami położenia rzek i poziomem opadów. Jednak takie porównanie jest bardzo problematyczne – wyjaśnia dr Adams.

– Przetestowaliśmy szeroką gamę modeli numerycznych, aby odtworzyć obserwowany wzorzec tempa erozji w Bhutanie i Nepalu. Ostatecznie tylko jeden model był w stanie dokładnie przewidzieć zmierzone tempo erozji. Model ten pozwala nam po raz pierwszy oszacować wpływ opadów deszczu na tempo erozji w nierównym terenie – mówi główny autor badań.

Erozja skał to zagrożenie

– Nasze odkrycia pokazują, jak ważne jest uwzględnienie opadów deszczu podczas oceny wzorców aktywności tektonicznej za pomocą topografii, a także stanowią istotny krok naprzód w określaniu stopnia w jakim uskoki tektoniczne mogą być kontrolowane przez powodowaną przez klimat erozję powierzchni – mówi współautor odkrycia, profesor geologii z ASU Kelin Whipple.

Wyniki badania niosą ważne implikacje dla zarządzania użytkowaniem gruntów w Himalajach. Stale istnieje ryzyko, że wysokie tempo erozji może drastycznie osłabiać stoki wzgórz, zwiększając ryzyko spływów gruzowych lub osuwisk, z których niektóre mogą być wystarczająco duże, aby zasypać rzekę, tworząc nowe zagrożenie – powodzie wywołane przez wezbrane wody jeziora.

– Nasze dane i analizy stanowią skuteczne narzędzie do szacowania wzorców erozji w krajobrazach górskich, takich jak Himalaje, a tym samym mogą zapewnić nieoceniony wgląd w zagrożenia, które mają wpływ na setki milionów ludzi żyjących w podnóża tych gór – dodaje dr Adams.

Opierając się na tych badaniach, dr Adams sprawdza obecnie, jak krajobrazy reagują na duże erupcje wulkanów. – Ta nowa granica modelowania ewolucji krajobrazu rzuca również nowe światło na procesy wulkaniczne. Dzięki naszym najnowocześniejszym technikom pomiaru szybkości erozji i właściwości skał będziemy w stanie lepiej zrozumieć, w jaki sposób rzeki i wulkany wpływały na siebie nawzajem w przeszłości – mówi dr Adams.

Dzięki tym analizom będziemy potrafili przewidzieć możliwe skutki przyszłych erupcji wulkanów i zapobiec konsekwencjom dla społeczności mieszkających na zagrożonych terenach.