Последние четыре лета Клифф Рибе, доцент кафедры геологии и геофизики Университета штата Вашингтон, и Клэр Люкенс, докторант Университета штата Калифорния, специализирующаяся на геологии, изучали отложения в Инио-Крик в Высоких Сьеррах в Калифорнии.Эти двое обнаружили, что холодные, крутые, высокогорные склоны с меньшим количеством растительности образуют более грубые и крупные отложения, чем низкие пологие склоны. Этот вывод дает количественную оценку того, как образование наносов меняется в зависимости от топографии, и предполагает, что вариации климата, топографии и скорости выветривания могут формировать эволюцию горных ландшафтов, влияя на размер отложений.Рибе является ведущим автором статьи под названием «Климат и топография контролируют размер и поток наносов, образующихся на крутых горных склонах», опубликованной в Интернете 16 ноября в Трудах Национальной академии наук (PNAS).
По словам Рибе, как размер, так и поток наносов со склонов могут влиять на разрез русла, делая образование наносов и эрозию центральными элементами взаимодействия климата и тектоники в эволюции ландшафта.«Рекам нужны инструменты, чтобы врезаться в русло», — говорит Рибе. «Вода сама по себе не может справиться с этой задачей. И чем больше осадок, тем легче реке врезаться в ландшафт.
Так что, когда дело доходит до наносов, оказывается, что размер действительно имеет значение».«Осадки могут быть размером с валуны на больших высотах и мелкими, как песок, на более низких участках ландшафта», — добавляет Люкенс. «Мы знаем, что это правда, из нашего анализа отложений в ручье.
Фактически, мы используем геохимию, чтобы узнать, откуда они берутся и как быстро разрушаются».Скорость эрозии обычно измеряется с помощью космогенных нуклидов, которые служат индикаторами эрозии, поскольку они накапливаются в минералах в самых верхних нескольких метрах горных пород и почвы во время эксгумации на поверхность ландшафта. Например, изотоп бериллий 10 образуется из кислорода в результате ядерных реакций в кварце, когда минерал поднимается на поверхность.
Рибе и Люкенс объединили этот метод с другим инструментом отслеживания отложений, называемым детритной термохронометрией, который определяет возвышения склонов холмов, где отложения образовались в результате выветривания подстилающей коренной породы. Оба использовали компьютерное моделирование, чтобы определить статистическую значимость своих выводов.«Это первый раз, когда эти инструменты были объединены таким образом», — говорит Люкенс.В течение долгого времени геологи могли количественно оценить, насколько быстро отложения разрушаются на ландшафтах.
До этого исследования UW не существовало дополнительного метода для количественной оценки того, как гранулометрический состав частиц отложений изменяется по склонам, где отложения образуются из коренных пород в результате выветривания и эрозии.