dlaczego Amazonka płynie w tył

miliony lat temu rzeki płynące na zachód przez północną Brazylię odwróciły swój bieg, aby popłynąć w kierunku Atlantyku i narodziła się potężna Amazonka. Wcześniejsze badania sugerowały, że około-twarz została wywołana przez stopniowe zmiany w przepływie gorących, lepkich skał głęboko pod kontynentem południowoamerykańskim. Ale nowe modele komputerowe wskazują, że U-turn był wynikiem bardziej znanych procesów geologicznych zachodzących na powierzchni Ziemi—w szczególności uporczywej erozji, ruchu i osadzania się osadów z dala od rosnących Andów.

Góry Andów leżą w głębi lądu na zachodnim wybrzeżu Ameryki Południowej. Centralna część tego pasma górskiego zaczęła rosnąć około 65 milionów lat temu, a północne Andy zaczęły rosnąć kilka milionów lat później, mówi Victor Sacek, geofizyk z Uniwersytetu w São Paulo w Brazylii. Jednak badania terenowe sugerują, że Amazonka, która dziś przenosi wodę z osadów z Andów przez kontynent do Oceanu Atlantyckiego, nie istniała w obecnej formie aż do około 10 milionów lat temu. Wcześniej opady deszczu w znacznej części dorzecza Amazonki spływały na zachód do ogromnych jezior, które uformowały się wzdłuż wschodniej krawędzi Andów, a następnie płynęły na północ rzekami do Karaibów. Procesy geologiczne, które spowodowały Przejście starożytnych wzorców odwadniania do ich współczesnych konfiguracji, były gorąco dyskutowane.

jeziora na wschód od Andów uformowały się w długim korytu utworzonym, gdy ogromny ciężar rosnącego łańcucha górskiego spychał skorupę ziemską w dół, mówi Sacek. Ale z jakiegoś powodu teren pod korytem powoli nabierał wysokości przez miliony lat, a jeziora te stopniowo ustępowały miejsca długowiecznemu obszarowi Mokradeł, obejmującemu obszar wielkości Egiptu lub większy. Później, gdy krajobraz jeszcze bardziej się podniósł, tereny podmokłe całkowicie zniknęły. Wcześniej naukowcy zaproponowali, że zmiany w cyrkulacji stopionego materiału w płaszczu Ziemi-wolno płynącym materiale leżącym między rdzeniem naszej planety a skorupą-popchnęły teren na wschód od Andów w górę, zmieniając tym samym wzorce drenażu.

ale nowe badania zwalają winę na coś bardziej przyziemnego: erozję. Sacek opracował model komputerowy, który obejmuje interakcje między wzrostem Andów, zginaniem skorupy ziemskiej w regionie i klimatem. (Na przykład, gdy Góry się wznoszą, przechwytują bardziej wilgotny przepływ powietrza i otrzymują więcej opadów, co z kolei zwiększa tempo erozji.) Model symuluje ewolucję południowoamerykańskiego terenu w ciągu ostatnich 40 milionów lat—okresu, który rozpoczął się po narodzinach centralnych Andów, ale zanim wschodnia flanka tych gór zaczęła się wznosić, zauważa Sacek.

wyniki symulacji odtwarzają wiele dowodów widocznych w zapisie geologicznym, Sacek donosi online przed drukowaniem w earth and Planetary Science Letters. Początkowo jeziora tworzą się na wschód od Andów, ponieważ góry naciskają skorupę ziemską w dół, aby utworzyć koryto szybciej niż osad może go wypełnić. Następnie zapadanie się terenu zwalnia, a nagromadzenie osadów rozlewających się w Andach dogania, stopniowo wypełniając jeziora i budując krajobraz wyżej. Ostatecznie teren na wschód od łańcucha górskiego staje się wyższy niż we wschodniej części dorzecza Amazonki, co stanowi przesunięcie, które zapewnia zbocze ciągnące się od Andów do Atlantyku, począwszy od około 10 milionów lat temu.

“erozja i sedymentacja są potężnymi siłami”, mówi Jean Braun, geofizyk z Uniwersytetu Josepha Fouriera w Grenoble we Francji. Model Sacek pokazuje, że procesy te wyjaśniają zapis geologiczny obserwowany w Północnej Ameryce Południowej, “i robią to we właściwym czasie”, dodaje. Sugerują również, że ilość osadu przenoszonego do ujścia Amazonki każdego roku, a następnie wyrzucanego na brzeg, powinna rosnąć z czasem—coś, co faktycznie widać w rdzeniach osadowych wierconych z tego obszaru. “To niezła przewidywania modelu”, mówi Braun.

stopniowo wzrastające tempo akumulacji osadów prawdopodobnie wynika z długiego czasu potrzebnego na to, aby materiał przechodził przez cały kontynent, porzucony w jednym miejscu, a następnie zremobilizowany przez erozję, mówi Carina Hoorn, geolog z Uniwersytetu w Amsterdamie. Lub, jak sugeruje, wzrost może wynikać z geologicznie niedawnego wzrostu erozji w Andach wywołanego serią epok lodowcowych, które rozpoczęły się około 2,4 miliona lat temu.

jedno, co model Sacka nie robi dobrej roboty w przewidywaniu, przyznaje, to rozmiar, kształt i trwałość dużego obszaru Mokradeł, które powstały w centralnym dorzeczu Amazonki między 10,5 a 16 milionami lat temu. Ale jest możliwe, zauważa, że zmiany w cyrkulacji płaszcza pod regionem odegrały niewielką rolę w ewolucji terenu. Sacek spróbuje włączyć takie procesy do przyszłych wersji swojej symulacji terenu, aby zobaczyć, czy lepiej wyjaśnią, w jaki sposób krajobraz ewoluował.

takie zmiany w przepływie płaszcza są “trudne do określenia ilościowego i jeszcze trudniejsze do rozpoznania”, mówi Braun. Ale łącząc skromne efekty takich zmian z efektami wywołanymi przez procesy powierzchniowe, takie jak erozja, “możesz skończyć z czymś, co działa.”