– 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.