Landskabsskala erosionsustabilitet i det nordlige Gabilan Mesa, Californien

Hvis du nogensinde flyver fra L.A. til San Francisco, Californien, du bemærker måske Gabilan Mesa mod øst, når du begynder din nedstigning til San Francisco International Airport. Hvis man ser godt efter, du bemærker måske to mærkelige ting:en række blege-hvide ar, hvor stenudbrud forstyrrer det glatte, græsklædte bakkeskråninger, og en stærk asymmetri i orienteringen af ​​bifloder, med mange, der flyder mod syd og få, der flyder mod nord.

Hvad du ikke kan se, er de få meter jord, der ville ligge under dine fødder, hvis du stod på overfladen - men det viser sig, at jordsøjlen kan have meget at gøre med at forme dine 10, 000 fods udsigt.

Over lange tidsskalaer, overgangen fra bakkeskråninger til kanaler styres af den relative effektivitet af jordtransport og kanalerosion. Denne overgang forbliver normalt stabil, når erosionshastigheden ændres, fordi stigninger i erosionshastighed typisk vil afsløre sten, der er stærkere end den overliggende forvitrede jord, derved bremse enhver yderligere stigning i erosionshastigheden. Men hvad ville der ske, hvis det modsatte var sandt, hvis stigninger i erosionshastigheder eksponerer meget sårbare bjergarter, forårsager en ustabil stigning i erosionshastigheden?

I dette scenarie, formen af ​​landskabet ville være skrøbelig - modtagelig for større rekonfigurationer i lyset af små ændringer i erosionshastigheden. I deres papir for Geological Society of America Bulletin , Samuel Johnstone og kolleger viser, at dette kan være tilfældet i landskaber udviklet i klippetyper, der er modtagelige for læskning, en proces, der gennemgående brækker disse klipper, når de udsættes for befugtnings- og tørrecyklusser.

Ved hjælp af laboratoriemålinger af stenstyrke, Johnstone og kolleger viser, at jord i Gabilan Mesa, Californien, er faktisk stærkere end klipperne, hvorfra de blev afledt, når disse forælderstener har været udsat for en enkelt befugtnings- og tørringscyklus.

Inden for Gabilan Mesa, disse sten er typisk dækket af jord, men kan eksponeres i dramatiske erosionskanaltræk kaldet arroyos. Arroyoernes morfologi og deres placering i landskabet antyder, at de dannes ved aggressivt at skære op ad bakke i de jordbeklædte bakkeskråninger. Teori forudsiger, at denne adfærd ville forventes i et ustabilt erosionsscenarie.

Det, der måske er mest interessant, er, hvordan klimaet påvirker den skrøbelige landskabsreaktion registreret af arroyoer. Arroyos findes udelukkende i sydstrømmende oplande, og Johnstone og kolleger begrunder, at dette er konsekvensen af ​​det tyndere lag jord, der dannes på disse solrigere, tørrere, mere dårligt bevoksede skråninger. Disse tynde jordarter gør det lettere at få adgang til meget eroderbart grundfjeld ved erosive processer, og arroyoer, der lettere kan udløses. Denne asymmetriske udløsning af opadgående (opadgående) kanalvækst ser ud til at drive dyb topografisk asymmetri, hvor dræn er tæt pakket på sydvendte skråninger og næsten fraværende på nordvendte skråninger. Dette mønster kan observeres på skalaen af ​​hele drænbassiner. Holdets observationer tyder på, at denne storstilede omorganisering af Gabilan Mesa-landskabet starter med jordbunden, og den usædvanlige kombination af relativt stærk jord, der dannes fra let svækkede sten.