Zemljina površina je „živa koža“ naše planete – ona povezuje fizičke, hemijske i biološke sisteme. Tokom geološkog vremena, pejzaži se menjaju kako se ova površina razvija, regulišući ciklus ugljenika i cirkulaciju hranljivih materija dok reke nose sediment u okeane.
Sve ove interakcije imaju dalekosežne efekte na ekosisteme i biodiverzitet – mnoga živa bića koja naseljavaju našu planetu.
Kao takva, rekonstrukcija načina na koji su Zemljini pejzaži evoluirali milionima godina je fundamentalni korak ka razumevanju promenljivog oblika naše planete i interakcije stvari poput klime i tektonike. Takođe nam može dati tragove o evoluciji biodiverziteta.
Radeći sa naučnicima u Francuskoj (Francuski nacionalni centar za naučna istraživanja, univerzitet ENS Paris, Univerzitet u Grenoblu i Univerzitet u Lionu), tim na Univerzitetu u Sidneju koji predodi Tristan Salles, viši predavač Univerziteta u Sidneju, je sada objavio detaljan geološki model promena Zemljine površine u prestižnom časopisu Nauka.
Prvi dinamički model – kompjuterska simulacija – u poslednjih 100 miliona godina u visokoj rezoluciji do 10 kilometara.
Sa neviđenim detaljima, otkriva kako se površina Zemlje menjala tokom vremena i kako je to uticalo na način na koji se sediment kreće i taloži.
Razbijen u okvire od milion godina, model je zasnovan na okviru koji uključuje tektonske i klimatske sile ploča sa površinskim procesima kao što su zemljotresi, vremenske prilike, promene reka i još mnogo toga.
Projekat je započeo pre oko tri godine kada je započet razvoj novog modela evolucije pejzaža na globalnom nivou, sposobnog da simulira milione godina promene.
Takođe je pronađen način da automatski daju druge informacije u okvir, kao što je paleogeografija – istorija Zemljinih pejzaža.
Za ovu novu studiju, okvir je koristio najsavremenije tektonske rekonstrukcije ploča i simulacije prošlih klime na globalnom nivou.
Napredne kompjuterske simulacije koristile su australsku nacionalnu računarsku infrastrukturu, koja radi na stotinama računarskih procesora. Svaka simulacija je trajala nekoliko dana, stvarajući potpunu sliku za rekonstrukciju poslednjih 100 miliona godina evolucije Zemljine površine.
Sva ova računarska snaga rezultirala je globalnim mapama visoke rezolucije koje prikazuju uspone i padove Zemljinih pejzaža (uzvišenja), kao i tokove vode i sedimenta.
Sve se ovo dobro uklapa u postojeća geološka zapažanja. Na primer, naučnici su kombinovali podatke iz današnjih rečnih sedimenata i tokova vode, područja slivnog sliva, seizmičkih istraživanja i dugoročnih lokalnih i globalnih trendova erozije.
Glavni rezultati dostupni su kao globalne mape zasnovane na vremenu u intervalima od pet miliona godina iz Otvorenog okvira nauke.
Jedan od fundamentalnih površinskih procesa na Zemlji je erozija, spor proces u kojem se materijali poput zemlje i stena troše i odnose vetar ili voda. Ovo rezultira tokovima sedimenta.
Erozija igra važnu ulogu u Zemljinom ciklusu ugljenika – beskrajnom globalnom kruženju jednog od osnovnih životnih gradivnih blokova, ugljenika.
Istraživanje načina na koji su se tokovi sedimenta promenili kroz prostor i vreme je ključno za razumevanje kako su se klimatske prilike na Zemlji menjale u prošlosti.
Otkrili su da model reprodukuje ključne elemente transporta sedimenta na Zemlji, od dinamike sliva koja prikazuje rečne mreže tokom vremena do sporih promena velikih sedimentnih basena.
Iz rezultata, naučnici su takođe pronašli nekoliko nedoslednosti između postojećih posmatranja slojeva stena (strata) i predviđanja takvih slojeva. Ovo pokazuje da bi njihov model mogao biti koristan za testiranje i prečišćavanje rekonstrukcija prošlih pejzaža.
Simulirani prošli pejzaži su u potpunosti integrisani sa različitim procesima u igri, posebno sa hidrološkim sistemom – kretanjem vode – pružajući robusniji i detaljniji pogled na Zemljinu površinu.
Studija otkriva više detalja o ulozi koju je Zemljina površina u stalnom razvoju igrala u kretanju sedimenata od planinskih vrhova do okeanskih basena, na kraju regulišući ciklus ugljenika i klimatske fluktuacije Zemlje kroz duboko vreme.
Dok istražuju ove rezultate u tandemu sa geološkim zapisom, moći će da odgovore na dugotrajna pitanja o različitim ključnim karakteristikama Zemljinog sistema – uključujući način na koji planeta Zemlja kruži hranljive materije i da je podstakla život kakav poznajemo.
