Según la nueva investigación, la meteorización química puede controlar la susceptibilidad del lecho rocoso en los lechos de los ríos a la erosión. Además de explicar cómo el clima puede influir en las tasas de erosión del paisaje, los resultados también pueden mejorar la capacidad de los científicos para interpretar y predecir las retroalimentaciones entre la erosión, la placatectónica y clima de la Tierra.
La investigación, dirigida por la Universidad de Texas en Austin, se publicó en Naturaleza el 14 de abril de 2016.
"Nuestra investigación presenta un mecanismo específico basado en procesos para explicar cómo y por qué la erosión de los ríos depende del clima, y quizás también por qué estudios previos han encontrado sensibilidades contrarias al clima en diferentes paisajes", dijo Brendan Murphy, Ph.D.estudiante de la Facultad de Geociencias Jackson de la Universidad de Texas que dirigió la investigación.
Murphy realizó la investigación con Joel Johnson, profesor del Departamento de Ciencias Geológicas de la Escuela Jackson, Nicole Gasparini de la Universidad de Tulane y Leonard Sklar de la Universidad Estatal de San Francisco.
La meteorización química ocurre cuando los minerales en la roca reaccionan con el agua. Estas reacciones químicas debilitan físicamente la roca al alterar su estructura. Las rocas en los cauces se vuelven más susceptibles a la erosión por procesos físicos, como los impactos de sedimentos transportados en el agua que fluye.
Murphy dijo que se ha establecido que la meteorización química influye en la resistencia de las rocas. Sin embargo, los científicos carecen de datos sobre la medida en que la meteorización química influye en la erosión de los ríos. Para explorar el problema, el equipo viajó a la Isla Grande de Hawai, donde se encuentra la roca madreestá hecho completamente de basalto volcánico, para recopilar datos sobre la intemperie química, la resistencia de las rocas y las tasas de erosión en las corrientes a través de regiones húmedas y secas de la isla.
"Hawaii es un laboratorio simple y natural para estudiar cómo el clima controla la erosión de los ríos porque tiene una litología uniforme y un gradiente de precipitación muy extremo", dijo Murphy. "Fuimos a investigar si la tasa de precipitación local estaba cambiando la fuerza de la roca en elríos y luego buscó un mecanismo para explicarlo "
Midieron la resistencia de la roca usando un martillo Schmidt, un dispositivo que mide la dureza de la superficie en el campo, y también analizaron la química y la densidad de las muestras de roca en el laboratorio para determinar la influencia de la intemperie química.
De acuerdo con su hipótesis, descubrieron que el lecho de roca estaba más degradado químicamente y físicamente más débil donde las tasas de precipitación local eran mayores. Más significativo, dijo Murphy, fue que descubrieron que las ubicaciones de alta precipitación podían mantener altas tasas de erosión a pesar de exponer continuamente "rocas frescas""- roca que anteriormente estaba debajo de la superficie erosionada y no está químicamente alterada.
El lecho rocoso fresco se desgasta rápidamente cuando se expone a la superficie, lo que debilita la roca y permite que el río la erosione eficientemente, encontraron los investigadores.
"Esto presenta una retroalimentación positiva que permite que los cauces de los ríos mantengan altas tasas de intemperismo, rocas más débiles y altas tasas de erosión", dijo Murphy.
Según sus hallazgos, los investigadores modificaron un modelo numérico que describe cómo los ríos cortan un paisaje, dijo Johnson, al encontrar que los datos de meteorización química mejoraron drásticamente su capacidad para predecir patrones de incisión fluvial.
"Una vez que incluimos el efecto climático que demuestra que la meteorización química está debilitando el lecho de roca y haciéndolo más erosionable, podemos hacer un trabajo mucho mejor para igualar el patrón y las tasas de incisión que ocurren en este paisaje", dijo Johnson.
Aunque los investigadores examinaron solo un tipo de roca, Murphy dijo que el mecanismo que vincula la meteorización química con la resistencia y la erosión de la roca debería aplicarse a todos los tipos de roca. Comprender la relación entre la erosión y la meteorización química puede ayudar a descubrir el papel que tiene el clima enEsculpir paisajes e influir en los ciclos globales, dijo Murphy.
"La capacidad de comprender mejor cómo se erosionan los paisajes es importante, porque la erosión del lecho rocoso afecta la meteorización química, que es un componente importante del ciclo global del carbono y puede influir en el clima global mediante la eliminación del dióxido de carbono de la atmósfera", dijo Murphy."La capacidad de modelar la evolución del paisaje y cómo el clima juega un papel importante es para unir estos ciclos globales más grandes".
La investigación fue financiada por la National Science Foundation y una subvención de Tulane Research Enhancement.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Texas en Austin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :