Hvad har det globale klima med erosionsrater at gøre?

I de sidste mange årtier, geovidenskabsmænd har været fascineret af en potentiel sammenhæng mellem erosionshastigheder på jordens overflade og ændringer i det globale klima. At skelne årsag og virkning forblev uklart. Imidlertid, en ny undersøgelse sætter nu spørgsmålstegn ved selve forbindelsen. Et team af forskere fra GFZ German Research Center for Geosciences i Potsdam, universitetet i Potsdam, Universitetet i Grenoble, og University of Edinburgh genundersøgte 30 steder med rapporteret accelereret erosion efter begyndelsen af ​​glacial-mellemistidernes cyklusser for et par millioner år siden. På næsten alle steder, den foreslåede sammenhæng mellem erosion og globalt klima kunne ikke bekræftes. Deres undersøgelse vises i det aktuelle nummer af Natur .

De grundlæggende ideer lyder overbevisende:Hurtigere erosionshastigheder kan føre til hurtigere silikatforvitring og effektiv nedgravning af organisk kulstof i sedimentære bassiner, som begge kan inducere global afkøling ved at fjerne CO ₂ fra atmosfæren. På den anden side, en global stigning i erosionshastigheder over de sidste adskillige millioner år var forbundet med glacial-interglaciale cyklusser. Dette blev foreslået på grundlag af accelererede verdensomspændende sedimentationshastigheder i havene. Gletsjere, der skraber landskaber af og efterfølgende opvarmninger, der fører til, at smeltevand transporterer sediment til havet, er plausible årsager til øget sedimentakkumuleringshastighed.

Endnu, andre undersøgelser har vist, at de globale erosionsrater kan have forblevet stabile i denne periode, og at de tilsyneladende øgede sedimentakkumuleringshastigheder skyldes uregelmæssigheder i, hvordan sedimenter aflejres i rum og tid, og fordi ældre aflejringer er mere tilbøjelige til at gå tabt ved erosion sammenlignet med yngre aflejringer."

For nylig, en global samling af termokronologiske data, som sporer klippernes afkølingshistorie, når de bevæger sig mod overfladen, er blevet brugt til at udlede en næsten dobbelt så høj erosionshastighed fra bjergrige landskaber i løbet af de sidste adskillige millioner år. Så forbindelsen mellem glacial-interglaciale cyklusser og hurtigere erosion syntes at være bekræftet - indtil et team af forskere fra GFZ, ledet af Taylor Schildgen, og fra universiteterne i Potsdam, Grenoble, og Edinburgh genundersøgte de 30 steder med rapporteret accelereret erosion baseret på termokronologi.

Deres analyse viser, at på 23 af disse steder, de rapporterede stigninger er et resultat af, hvad de kalder en "spatial korrelationsbias"; dvs. kombinere data med forskellige kølehistorier, en proces, der konverterer rumlige variationer i erosionshastigheder til tidsmæssige stigninger. I de fleste tilfælde, de forskellige afkølingshistorier skyldes, at datapunkter blev kombineret på tværs af store tektoniske grænser (fejl). Fire andre steder, stigningerne kan forklares ved accelereret tektonisk deformation (dvs. hurtigere bjergbygningsprocesser), snarere end klimaændringer.

Sammen, disse 27 fejlagtige ud af 30 foreslåede forbindelser mellem hurtigere erosion og klima kan forklares ved at negligere den lokale kontekst af dataene i den tidligere analyse, en farlig potentiel faldgrube i big-data-analyse. Kun i tre tilfælde, klimatisk inducerede accelerationer registreres, drevet af lokaliseret glacial-dal indsnit.

Holdets resultater tyder på, at termokronologiske data i øjeblikket ikke har tilstrækkelig opløsning til at vurdere, om klimaændringer i løbet af de sidste adskillige millioner år har påvirket erosionsrater på globalt plan. De konkluderer, at pt. ingen data giver klar støtte for den hypotesemæssige sammenhæng mellem hurtigere erosion og global afkøling. Ikke desto mindre, en syntese af lokale resultater, der inkluderer lokationsspecifik information, kan hjælpe til yderligere at undersøge drivkræfterne bag globale afkølings- og erosionshastigheder.