waarom het Amazonegebied achterwaarts stroomt

miljoenen jaren geleden keerden rivieren die westwaarts stroomden over wat nu noord-Brazilië is, hun koers om naar de Atlantische Oceaan te stromen, en de machtige Amazone werd geboren. Een eerdere studie suggereerde dat de omtrek werd veroorzaakt door geleidelijke veranderingen in de stroom van hete, stroperige rots diep onder het Zuid-Amerikaanse continent. Maar nieuwe computermodellen suggereren dat de U-bocht het gevolg is van meer bekende geologische processen die plaatsvinden aan het aardoppervlak—in het bijzonder de aanhoudende erosie, beweging en afzetting van sediment dat wegslijt van de groeiende Andes.Het Andesgebergte ligt net landinwaarts van de westkust van Zuid-Amerika. Het centrale deel van die bergketen begon ongeveer 65 miljoen jaar geleden te groeien, en de noordelijke Andes begon een paar miljoen jaar later te stijgen, zegt Victor Sacek, een geofysicus aan de Universiteit van São Paulo in Brazilië. Maar veldstudies suggereren dat de Amazone, die vandaag sediment beladen water van de Andes over het continent naar de Atlantische Oceaan voert, niet bestond in zijn huidige vorm tot ongeveer 10 miljoen jaar geleden. Voor die tijd, regenval in een groot deel van wat nu het Amazonegebied is afgevoerd westwaarts in enorme meren die gevormd langs de oostelijke rand van de Andes en vervolgens stroomde Noord via rivieren in het Caribisch gebied. De geologische processen die ervoor zorgden dat oude drainagepatronen veranderden naar hun moderne configuraties zijn heftig besproken.

de meren ten oosten van de Andes vormden zich in een lange trog die ontstond toen het immense gewicht van die groeiende bergketen de aardkorst naar beneden drukte, zegt Sacek. Maar om de een of andere reden werd het terrein onder de trog langzaam hoger over miljoenen jaren, en die meren maakten geleidelijk plaats voor een langlevend gebied van wetlands dat een gebied ter grootte van Egypte of groter besloeg. Later, nadat het landschap nog verder steeg, verdwenen de wetlands helemaal. Eerder stelden wetenschappers voor dat veranderingen in de circulatie van gesmolten materiaal in de aardmantel—het langzaam stromende materiaal dat tussen de kern en de korst van onze planeet ligt-het terrein ten oosten van de Andes omhoog duwden, waardoor de drainagepatronen veranderden.

maar nieuw onderzoek legt de schuld op iets meer alledaags: erosie. Sacek ontwikkelde een computermodel dat interacties tussen de groei van de Andes, het buigen van de aardkorst in het gebied en het klimaat omvat. (Bijvoorbeeld, als de bergen stijgen, onderscheppen ze meer vochtige luchtstroom en ontvangen ze meer regenval, wat op zijn beurt de snelheid van erosie verhoogt. Het model simuleert de evolutie van Zuid—Amerikaans terrein gedurende de afgelopen 40 miljoen jaar-een periode die begon na de geboorte van de centrale Andes, maar voordat de oostelijke flank van die bergen begon te stijgen, merkt Sacek op.

resultaten van de simulatie reproduceren veel van het bewijs gezien in de geologische record, Sacek rapporteert online voorafgaand aan print in Earth and Planetary Science Letters. Aanvankelijk vormen de meren ten oosten van de Andes omdat de bergen de aardkorst naar beneden drukken om een trog te vormen sneller dan sediment het kan vullen. Dan vertraagt het zinken van het terrein, en de opeenhoping van sediment dat uit de Andes stroomt, vangt geleidelijk de meren op en bouwt het landschap hoger op. Uiteindelijk wordt het terrein net ten oosten van de bergketen hoger dan dat in het oostelijke deel van het Amazonebekken, een verschuiving die zorgt voor een afdaling die zich uitstrekt van de Andes naar de Atlantische Oceaan, ongeveer 10 miljoen jaar geleden.”Erosie en sedimentatie zijn krachtige krachten”, zegt Jean Braun, een geofysicus aan de Joseph Fourier Universiteit in Grenoble, Frankrijk. Sacek ‘ s model laat zien dat deze processen verklaren de geologische record gezien in Noord-Zuid-Amerika, “en ze doen dat met de juiste timing,” voegt hij eraan toe. Ze suggereren ook dat de hoeveelheid sediment die elk jaar naar de monding van het Amazonegebied wordt vervoerd en vervolgens offshore wordt gedumpt, in de loop van de tijd zou moeten toenemen—iets wat daadwerkelijk wordt gezien in sedimentkernen die vanuit dat gebied worden geboord. “Dat is een mooie voorspelling van het model”, zegt Braun.

de geleidelijk toenemende accumulatie van sediment is mogelijk het gevolg van de lange tijd die nodig is om het materiaal over het continent te laten hinkelen, op één plek gedumpt te worden en later door erosie te remobiliseren, zegt Carina Hoorn, een geoloog aan de Universiteit van Amsterdam. Of, suggereert ze, de toename kan het gevolg zijn van een geologisch recente toename in erosie in de Andes veroorzaakt door een reeks ijstijden die ongeveer 2,4 miljoen jaar geleden begonnen.Een ding dat Saceks model niet goed kan voorspellen, geeft hij toe, is de grootte, vorm en persistentie van het grote gebied van wetlands dat gevormd werd in wat nu het centrale Amazonebekken is tussen 10,5 miljoen en 16 miljoen jaar geleden. Maar het is mogelijk, merkt hij op, dat veranderingen in de mantelcirculatie onder de regio een kleine rol speelden in de evolutie van het terrein. Sacek zal proberen dergelijke processen op te nemen in toekomstige versies van zijn terreinsimulatie, om te zien of ze beter verklaren hoe het landschap evolueerde.Dergelijke veranderingen in de mantelstroom zijn “moeilijk te kwantificeren en nog moeilijker te onderscheiden”, aldus Braun. Maar door het combineren van de bescheiden effecten van dergelijke veranderingen met die veroorzaakt door oppervlaktetechnieken zoals erosie, “je zou kunnen eindigen met iets dat werkt.”