miksi Amazon virtaa taaksepäin

miljoonia vuosia sitten, nykyisen Pohjois-Brasilian poikki länteen virtaavat joet käänsivät kurssinsa kohti Atlanttia, ja mahtava Amazon syntyi. Aiemman tutkimuksen mukaan täyskäännöksen laukaisivat vähitellen tapahtuvat muutokset kuuman, viskoosin kiven virtauksessa syvällä Etelä-Amerikan mantereen alla. Uudet tietokonemallit kuitenkin vihjaavat, että U-käännös johtui tutummista maan pinnalla tapahtuneista geologisista prosesseista—erityisesti Andien kasvavilta alueilta pois kuluvan sedimentin jatkuvasta eroosiosta, liikkeestä ja laskeumasta.

Andien vuoristo sijaitsee aivan Etelä-Amerikan länsirannikon sisämaassa. Tuon vuorijonon keskiosa alkoi kasvaa noin 65 miljoonaa vuotta sitten, ja pohjoiset Andit alkoivat kohota muutamaa miljoonaa vuotta myöhemmin, kertoo brasilialaisen São Paulon yliopiston geofyysikko Victor Sacek. Kenttätutkimukset viittaavat kuitenkin siihen, että Amazonjoki, joka nykyään kuljettaa sedimenttipitoista vettä Andeilta mantereen poikki Atlantin valtamereen, ei ollut olemassa nykyisessä muodossaan ennen kuin noin 10 miljoonaa vuotta sitten. Ennen sitä sateet valtasivat suuren osan nykyisen Amazonin altaan länsipuolelta massiivisiksi järviksi, jotka muodostuivat Andien itäreunalle ja virtasivat sitten pohjoiseen jokia pitkin Karibianmereen. Niistä geologisista prosesseista, jotka saivat muinaiset kuivatuskuviot siirtymään nykyisiin kokoonpanoihinsa, on kiistelty kiivaasti.

Andien itäpuoliset järvet muodostuivat pitkässä aallonpohjassa, joka syntyi, kun tuon kasvavan vuoriketjun valtava paino painoi maankuorta alaspäin, Sacek kertoo. Mutta jostain syystä syvänteen alla oleva maasto kohosi hitaasti miljoonien vuosien aikana, ja nuo järvet väistyivät vähitellen kauan eläneen kosteikkoalueen tieltä, joka kattoi Egyptin kokoisen tai suuremman alueen. Myöhemmin, kun maisema kohosi vielä kauemmaksi, kosteikot hävisivät kokonaan. Aiemmin tutkijat esittivät, että muutokset sulan aineen liikkeessä Maan vaipassa—hitaasti virtaavassa aineksessa, joka on planeettamme ytimen ja kuoren välissä-työnsivät Andien itäpuolista maastoa ylöspäin ja muuttivat siten kuivatuskuvioita.

mutta uusi tutkimus vierittää syyn johonkin arkisempaan: eroosioon. Sacek kehitti tietokonemallin, joka sisältää vuorovaikutuksia Andien kasvun, alueen maankuoren pullistumisen ja ilmaston välillä. (Esimerkiksi vuorten noustessa ne sieppaavat kosteamman ilmavirran ja saavat enemmän sadetta, mikä puolestaan kiihdyttää eroosiota.) Malli simuloi Etelä-Amerikan maaston kehitystä viimeisten 40 miljoonan vuoden aikana-ajanjakso, joka alkoi Keski-Andien syntymän jälkeen, mutta ennen kuin noiden vuorten itäinen sivusta alkoi nousta, Sacek toteaa.

simulaation tulokset toistavat suuren osan geologisessa rekisterissä nähdystä todistusaineistosta, Sacek raportoi verkossa ennen tulosta Earth and Planetary Science Letters-lehdessä. Aluksi järvet muodostuvat Andien itäpuolella, koska vuoret painavat maankuorta alaspäin muodostaen kaukalon nopeammin kuin sedimentti ehtii täyttää sen. Sitten maaston vajoaminen hidastuu, ja Andeilta valuvan sedimentin kerääntyminen saavuttaa sen, täyttäen vähitellen järvet ja rakentaen maisemaa korkeammalle. Lopulta vuorijonon itäpuolella oleva maasto muuttuu korkeammaksi kuin Amazonin altaan itäisessä valtakunnassa, mikä aiheuttaa Andeilta Atlantille ulottuvan alamäen, joka alkaa noin 10 miljoonaa vuotta sitten.

“eroosio ja sedimentaatio ovat voimakkaita voimia”, sanoo geofyysikko Jean Braun Joseph Fourier-yliopistosta Grenoblesta Ranskasta. Sacekin malli osoittaa, että nämä prosessit selittävät Pohjois-Etelä-Amerikan geologisen ennätyksen, “ja ne tekevät sen oikealla ajoituksella”, hän lisää. Ne viittaavat myös siihen, että Amazonin suulle vuosittain kulkeutuvan ja sen jälkeen mereen kaadetun sedimentin määrän pitäisi kasvaa ajan myötä, mikä on itse asiassa nähtävissä kyseiseltä alueelta poratuissa sedimenttisydämissä. “Se on mallilta hieno ennustus”, Braun sanoo.

vähitellen lisääntyvä sedimentin kertymisnopeus johtuu mahdollisesti siitä pitkästä ajasta, joka tarvitaan materiaalin hyppimiseen mantereen poikki, kun se heitetään yhteen kohtaan ja eroosio myöhemmin mobilisoi sen uudelleen, sanoo Amsterdamin yliopiston geologi Carina Hoorn. Tai, hän arvelee, kasvu saattaa johtua geologisesti Andien eroosion viimeaikaisesta lisääntymisestä, jonka noin 2,4 miljoonaa vuotta sitten alkanut jääkausien sarja laukaisi.

yksi asia, jota Sacekin malli ei osaa ennustaa, on sen laajan kosteikkoalueen koko, muoto ja pysyvyys, joka muodostui nykyisen Amazonin Keskisen Altaan alueelle 10,5-16 miljoonaa vuotta sitten. On kuitenkin mahdollista, että alueen alla tapahtuneilla manttelinkierron muutoksilla oli vähäinen merkitys maaston evoluutiossa, hän toteaa. Sacek yrittää sisällyttää tällaiset prosessit tuleviin versioihin maastosimulaatiostaan nähdäkseen, selittävätkö ne paremmin maiseman kehittymistä.

tällaisia manttelivirtauksen muutoksia on” vaikea mitata ja vielä vaikeampi havaita”, Braun sanoo. Mutta yhdistämällä tällaisten muutosten vaatimattomat vaikutukset pintaprosessien, kuten eroosion, aiheuttamiin vaikutuksiin ” saatat päätyä johonkin, joka toimii.”