Landskabsudvikling, der er iboende for gamle bjergmiljøer

I løbet af det sidste århundrede, videnskabsmænd har kæmpet med et dvælende spørgsmål i geologien:Hvorfor fortsætter strukturen og højden af ​​nogle bjerge med at udvikle sig længe efter, at de tektoniske kræfter, der dannede dem, ophører?

Ved at bruge en ny model til at udforske understrømmene i bjerglandskaber, Adjunkt Sean Gallen fra Colorado State University fandt ud af, at der er ebbe og flod af aktivitet i disse bjerge, selv på steder, der er tektonisk inaktive eller forbi punktet for bjerg-"bygning".

Gallens undersøgelse, som analyserede toppe i to af de mest besøgte nationalparker i USA, Blue Ridge Parkway og Great Smoky Mountains, sætter en århundredgammel debat til ro om Tennessee-flodens vestlige løb.

Baseret på resultaterne, Gallen sagde, at dette flodsystem afledte fra en mere direkte sydlig rute til Den Mexicanske Golf for omkring 10 millioner år siden. Åens omlægning kan spores til erosion og afspejles i DNA'et fra fisk og salamandere i vandvejen. Dette antyder en sammenhæng mellem bjergrige landskabsdynamik og akvatiske arters udvikling og mangfoldighed.

Studiet, "Litologiske kontroller af landskabsdynamik og akvatiske arters udvikling i post-orogene bjerge, " blev for nylig offentliggjort online i Earth and Planetary Science Letters .

Bjerglandskaber forbliver aktive over millioner af år

Traditionelt, videnskabsmænd troede, at barskt bjergrigt terræn langsomt og støt slides væk til en flad overflade, når en tektonisk episode slutter. Men Gallen opdagede, at bjerglandskaber er ret aktive på grund af variationer i styrken af ​​den underliggende klippe.

Han brugte modelleringsteknikker til at afdække virkningen af ​​erosionen af ​​hårdere sten i disse nationalparker. Gallen fandt ud af, at når hårdere sten eroderer, eksponerer blødere overflader, vandfald dannes ved geologiske kontakter.

"Dette øger erosionshastigheden og forynger landskabet, "Gallen, en forsker ved Institut for Geovidenskab, forklaret. Og når vandfaldene går til et vandskel, skellet vil migrere i retning af den lavere erosionshastighed.

"Dette har en kaskadeeffekt, at øge erosionsraterne i ét bassin, men i den anden, at reducere disse satser, " forklarede han.

'Floden er glad'

Gallen sagde, at dette nye fund hjælper med at forklare Tennessee River-systemets lange og snoede sti, som flyder fra Appalacherne og tager en brat drejning til det vestlige North Carolina og det østlige Tennessee. Floden mødes derefter med Ohio-floden og munder ud i Mississippi-floden.

"Dette er et af disse uregelmæssige træk, folk har været nysgerrige efter, " sagde Gallen. "Det er usædvanligt at se en flod tage denne lange vej. Der skete noget; det plejede at flyde direkte mod syd."

Videnskabsmanden fandt også geologiske beviser i det øvre flodbassin på en relativt nylig omdirigering af flodens forløb - spredning af sediment i den Mexicanske Golf.

"Selvom det er en længere rejseafstand, med den moderne konfiguration og stentyper, det er den mindste modstands vej, " sagde han. "Floden er 'glad' i denne stilling."

Baseret på hans analyse, Gallen går nu sammen med biologer og andre videnskabsmænd for at dykke dybere ned i, hvad han har afsløret.

"Denne debat om Appalacherne har stået på siden 1894, " sagde han. "Jeg er mest interesseret i at afdække, hvad der har forårsaget disse forstyrrelser."

Tennessee River biodiversitet

Tennessee River-bassinet har den største mangfoldighed af ferskvandsfisk i et tempereret klima i hele verden. Uden for troperne, det er et meget vigtigt sted at studere biodiversitet, og forskere har analyseret DNA'et fra små minnows kendt som dartere fundet der. Det er veldokumenteret i biologi, men ikke forstået, for 10 millioner år siden, der var en stigning i divergensen af ​​denne art, sammen med flere andre akvatiske arter. Gallen sagde, at det er muligt, at vandfaldene fungerer som barrierer; fisk kan gå ned ad vandfaldet, men kan ikke gå tilbage opstrøms. Dette kunne hjælpe med at forklare, hvorfor der er så mange forskellige afstamninger af disse arter, over tid.