Сложната и разнообразна повърхност на Земята е оформена от безброй природни процеси – от дълбоки разломи,през издигащи се към небето планини до реки, дълбаещи долини и пренасящи седименти към океана. За да развият по-пълна картина на това как се е развил външният слой на нашата планета, геолозите събират взаимодействията между тези процеси в геоложки модели.
Но подобно на пъзел с липсващи части, съществуващите модели са дали само накъсано разбиране за последните 100 милиона години на Земята.
Сега изследователите са разработили модел с висока разделителна способност на геоложката еволюция на Земята. Усъвършенстваният модел може да ни информира за дългосрочните климатични и биологични промени на нашата планета, как са се формирали днешните пейзажи и как милиони тонове седименти са били изхвърлени в океана.
„Това е значителен технически напредък, тъй като предоставя за първи път глобална перспектива за връзките между преноса на седименти и физиографските промени на Земята“, казва Тристан Салес, старши преподавател по геонауки в Университета на Сидни в Австралия и водещ автор на изследване, публикувано в Science.
Компютърни методи за реконструкция на еволюцията на ландшафта се използват от 90-те години на миналия век. Софтуерът за геомоделиране също е познат инструмент за интерпретиране на геоложки данни, изграждане на 3D модели на земната повърхност и симулиране на еволюцията на ландшафта във времето.
Учените съпоставили тези технологии с модел, използвайки софтуерен инструмент, наречен goSPL (глобална мащабируема палеоландшафтна еволюция). Моделът оценява еволюцията на земната повърхност в световен мащаб, като взема предвид взаимодействията с тектониката и дейностите и процесите в мантията, хидросферата и дори атмосферата.
Някои от съавторите изградили goSPL, използвайки данни, базирани на физиката на повърхностните процеси, карти на натрупване на седименти, тектонично движение и климатични тенденции от миналото. След това изследователският екип подобрил точността на прогнозите на модела, като го калибрирал с днешни наблюдения от валежите и водните площи.
Преди появата на живота денонощието на Земята е било с продължителност 19 часа
Симулациите предоставили карти с висока разделителна способност, показващи физическите пейзажи и мрежите за оттичане на вода на Земята в глобален мащаб за последните 100 милиона години. Симулацията може да се похвали с пространствена разделителна способност от 10 километра, разбита на кадри от милиони години.
Симулацията показва издигане и спускане на планини, изместване на континенти и придвижване на седименти от сушата към океана. В един пример симулацията показва как речните канали и притоци в басейна на Парана в Южна Америка са променили положението си под влияние на тектониката и климата.
„Изследването е вълнуващо постижение – казва геомоделистът Чарлз Шоб от университета на Западна Вирджиния, който отбелязва три големи постижения в проучването. „Първо, те работят успешно в глобален мащаб, докато ние обикновено управляваме тези видове модели в мащаба на водораздела до планинската верига – обяснява той. – Второ, подходът включва подробни тектонски и климатични реконструкции, които позволяват движение на тектонски плочи и валежи... Трето, те успешно „побутват“ своя модел, за да се уверят, че остава верен на реконструкциите на предишната топография“, казва Шобе.
Когато сърцето на Земята спре: Какво означават промените в земното ядро
Ако миналото е ключът към бъдещето, този един модел може да помогне на учените да предвидят различни явления като това как океаните ще се развиват в отговор на изменението на климата, въздействието на тектониката и как движението на седименти ще регулира въглеродния цикъл на нашата планета.
