Munții se erodează mai repede în zonele în care te-ai aștepta cel mai puțin

Munții sunt într-o continuă transformare, chiar dacă aceste schimbări nu pot fi observate cu ochiul liber de la o zi la alta. Ploile, râurile, vântul și procesele chimice descompun treptat rocile, iar materialul rezultat este transportat către zonele joase și, în cele din urmă, spre oceane.

O cercetare recentă a scos însă la iveală un detaliu surprinzător: cele mai rapide procese de eroziune nu au loc întotdeauna pe versanții abrupți și stâncoși. În anumite regiuni, terenurile cu forme domoale și văi mai line se degradează mult mai repede.

Descoperirea a fost făcută în Munții Elk și West Elk din statul american Colorado. Rezultatele ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine felul în care rocile influențează eroziunea și circuitul dioxidului de carbon în natură.

De ce se erodează munții chiar și atunci când par neschimbați

Eroziunea este un proces natural prin care rocile și solul sunt mărunțite, desprinse și transportate de apă, vânt sau gravitație. În zonele montane, râurile sapă treptat văile, iar precipitațiile și variațiile de temperatură contribuie la degradarea versanților.

Acest fenomen se desfășoară pe perioade foarte lungi. Uneori sunt necesare mii sau chiar milioane de ani pentru ca schimbările să devină vizibile în forma reliefului.

Geologii măsoară de multă vreme viteza cu care suprafața munților pierde material. Una dintre metodele folosite se bazează pe un izotop rar, numit beriliu-10, care se formează atunci când particulele cosmice ajung în contact cu mineralele de la suprafața Pământului.

Cantitatea acumulată în granulele de cuarț le oferă cercetătorilor indicii despre cât timp a fost roca expusă și cât de repede se modifică terenul.

Metoda funcționează însă mai bine pentru anumite tipuri de roci. În cazul unor formațiuni sedimentare cu granulație foarte fină, precum șisturile, extragerea cuarțului este mult mai dificilă. Din acest motiv, aceste zone au fost mai puțin reprezentate în măsurătorile clasice ale eroziunii.

O metodă nouă le-a permis cercetătorilor să analizeze și rocile mai puțin studiate

O echipă coordonată de Eyal Marder, de la Universitatea din Massachusetts Amherst, a dezvoltat o metodă prin care poate fi măsurat beriliul-10 și în rocile sedimentare cu granulație fină.

Cercetătorii au aplicat tehnica în bazinul hidrografic East River, situat în Munții Elk și West Elk din Colorado. Zona analizată se întinde pe aproximativ 465 de kilometri pătrați și include două categorii importante de roci: formațiuni magmatice rezistente și șisturi Mancos, care sunt mult mai ușor de degradat.

Un avantaj important al acestei regiuni este că cele două tipuri de roci sunt supuse acelorași condiții climatice și acelorași forțe tectonice. Astfel, specialiștii au putut compara mai ușor viteza cu care se modifică fiecare tip de teren.

Șisturile se erodează de aproximativ trei ori mai repede decât rocile dure

Rezultatele au arătat că șisturile din zona studiată se degradează mult mai rapid decât rocile magmatice rezistente, conform celor de la earth.com. 

Potrivit cercetătorilor, șisturile au o capacitate de erodare de aproximativ trei ori mai mare decât rocile dure din același bazin hidrografic.

Măsurătorile au indicat viteze de eroziune cuprinse între 0,05 și 0,38 milimetri pe an în zonele dominate de șisturi. Valoarea mediană a fost de 0,11 milimetri pe an.

În schimb, în bazinele formate în principal din roci magmatice intruzive, eroziunea a fost mult mai lentă, cu valori între 0,03 și 0,07 milimetri pe an.

Diferența poate părea mică atunci când este exprimată în fracțiuni de milimetru. Totuși, acumulată pe perioade de milioane de ani, aceasta poate modifica semnificativ aspectul unui lanț montan.

Vezi și: Microplasticele „plouă” peste Muntele Everest. Cum ajung aceste particule în organism și ce riscuri pot avea pentru sănătate

Rocile mai moi se descompun mai repede și formează treptat văi mai line și reliefuri domoale. În schimb, rocile dure rezistă mai bine, iar în jurul lor se pot păstra versanți abrupți și diferențe mari de nivel.

De ce zonele cu relief domol pot ascunde cea mai rapidă eroziune

Una dintre cele mai interesante concluzii ale cercetării este că aspectul unui munte nu arată întotdeauna cât de repede se degradează acesta.

În mod obișnuit, geologii asociază pantele abrupte și diferențele mari de nivel cu o eroziune intensă. Această presupunere funcționează mai ales atunci când terenul este alcătuit din același tip de rocă.

Situația se schimbă însă atunci când într-o regiune se întâlnesc formațiuni cu rezistență diferită.

Șisturile se erodează mai repede și pot forma peisaje cu văi largi și pante line. Rocile mai dure se modifică mai lent și păstrează un relief accidentat.

Prin urmare, o vale care pare liniștită și stabilă poate pierde material mai repede decât o stâncă impunătoare din apropiere.

Eyal Marder a explicat că imaginea pe care o vedem la un moment dat poate fi înșelătoare. O stâncă abruptă atrage atenția, însă terenul mai domol poate fi locul în care roca dispare cel mai rapid.

Această diferență este importantă pentru că specialiștii nu pot estima corect eroziunea doar analizând forma reliefului. Trebuie să țină cont și de compoziția geologică a terenului.

Ce legătură există între eroziunea munților și dioxidul de carbon

Descoperirea are implicații care depășesc studiul formelor de relief. Eroziunea rocilor influențează și circuitul natural al carbonului, un proces esențial pentru echilibrul climatic al planetei.

Rocile nu reacționează toate la fel atunci când intră în contact cu apa și cu substanțele din atmosferă. Unele contribuie la eliminarea dioxidului de carbon, în timp ce altele pot favoriza eliberarea acestui gaz.

Rocile magmatice intruzive, precum granitul și monzonitul, participă la procesul numit alterare chimică a silicaților. În timpul acestuia, reacțiile dintre minerale, apă și dioxidul de carbon contribuie la transportul carbonului sub formă dizolvată către oceane.

Șisturile pot avea însă un efect diferit. Acestea pot conține pirita, un mineral pe bază de sulf și fier, dar și carbon organic provenit din organisme care au trăit în trecut. Atunci când aceste materiale sunt expuse la aer și apă, reacțiile chimice pot contribui la eliberarea dioxidului de carbon.

În bazinul analizat, alterarea chimică reprezintă aproximativ 10–70% din rata totală de denudare, adică procesul prin care suprafața terenului pierde material prin eroziune și alte mecanisme.

Pentru că șisturile se degradează de aproximativ trei ori mai repede decât rocile magmatice, contribuția lor la eliberarea de CO2 poate fi disproporționat de mare.

Cât dioxid de carbon ar putea elibera o regiune montană

Cercetătorii au folosit și modele pentru a estima cum evoluează peisajul pe perioade foarte lungi.

Cantitatea ar putea ajunge la aproximativ 135 de teragrame în scenariul în care modificările repetate ale reliefului, provocate de glaciațiuni, determină noi perioade de eroziune accelerată.

Aceste valori sunt estimări obținute prin modelare, nu măsurători directe ale emisiilor actuale. În plus, calculele nu includ toate sursele posibile de CO2 asociate oxidării carbonului organic din șisturi. Prin urmare, impactul total ar putea fi mai mare.

Specialiștii consideră că aceste rezultate arată cât de important este să fie luate în calcul diferențele dintre tipurile de roci atunci când sunt analizate procesele care influențează clima pe termen geologic.

Unde ar putea fi folosită noua metodă

Tehnica dezvoltată de echipă ar putea fi aplicată și în alte lanțuri muntoase ale lumii. Printre regiunile de interes se numără Munții Apalași, Alpii și Himalaya.

În aceste zone există numeroase formațiuni sedimentare fragile, inclusiv șisturi, care nu au fost analizate suficient prin metodele tradiționale.

O mai bună înțelegere a vitezei de eroziune ar putea ajuta cercetătorii să estimeze mai corect cantitatea de material transportată de râuri, transformările reliefului și efectele proceselor chimice asupra circuitului carbonului.

Studiul arată că munții nu trebuie analizați doar în funcție de înălțime, pantă sau aspect. Tipul de rocă din care sunt alcătuiți poate schimba radical felul în care evoluează un peisaj.

Cercetarea a fost publicată în revista științifică Science Advances. Concluzia principală este una surprinzătoare: uneori, zonele montane care par cele mai puțin spectaculoase sunt tocmai cele în care eroziunea se desfășoară cel mai rapid. Iar acest proces poate avea consecințe importante asupra modului în care carbonul circulă între roci, apă și atmosferă.

Vezi și: Fazanii Kalij, introduși în Hawaii pentru vânătoare, ar fi contribuit la răspândirea plantelor invazive. Cum au colonizat pădurile insulei în doar 14 ani