Das detaillierteste Modell der Erdoberfläche aller Zeiten

Ein fortschrittliches digitales Werkzeug kann uns helfen, die Vergangenheit zu verstehen und die Entwicklung der Erdoberfläche vorherzusagen.

Das Zusammenspiel von Klima, tektonischer Aktivität und dem Lauf der Zeit erzeugt enorme Kräfte, die das Erscheinungsbild unseres Planeten prägen. Sanfte Erosion durch Flüsse trägt nur noch dazu bei und macht das scheinbar unveränderliche Gestein zu einer sich ständig weiterentwickelnden Oberfläche.

Unser Verständnis dieses komplexen Prozesses war jedoch bestenfalls begrenzt.

Wissenschaftler haben neue Forschungsergebnisse veröffentlicht, die ein detailliertes und dynamisches Modell der Erdoberfläche der letzten 100 Millionen Jahre offenbaren.

Landschaftsentwicklung in den letzten 100 Millionen Jahren. Bildnachweis: Dr. Tristan Sales, University of Sydney/AAAS

In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern in Frankreich veröffentlichten Geowissenschaftler der Universität Sydney dieses neue Modell in der renommierten Zeitschrift Wissenschaften.

Es liefert erstmals ein hochaufgelöstes Verständnis davon, wie die heutige geophysikalische Landschaft entstanden ist und wie Millionen Tonnen Sedimente in die Ozeane geflossen sind.

Erstautor Dr. Tristan Sales of Universität Sydney Die School of Geosciences sagte: „Um die Zukunft vorherzusagen, müssen wir die Vergangenheit verstehen. Aber unsere geologischen Modelle haben nur ein bruchstückhaftes Verständnis dafür geliefert, wie sich die modernen physikalischen Merkmale unseres Planeten gebildet haben.

Animation des Landschaftsdynamikmodells über die letzten 100 Millionen Jahre, die Landschaftserosion und Sedimentablagerung zeigt. Bildnachweis: Dr. Tristan Sales, Universität Sydney

„Wenn Sie nach einem kontinuierlichen Modell der Interaktion von Flusseinzugsgebieten, Erosion auf globaler Ebene und Sedimentablagerung in hoher Auflösung in den letzten 100 Millionen Jahren suchen, gibt es es nicht. Das ist also ein großer Fortschritt. Es ist nicht nur ein Werkzeug, das uns hilft, die Vergangenheit zu untersuchen, aber es wird Wissenschaftlern auch dabei helfen, die Zukunft zu verstehen und vorherzusagen.

Unter Verwendung eines Rahmens, der Geodynamik, tektonische und klimatische Kräfte mit Oberflächenprozessen kombiniert, präsentierte das Wissenschaftsteam ein neues dynamisches Modell der letzten 100 Millionen Jahre mit hoher Auflösung (bis zu 10 km), unterteilt in Millionen-Jahres-Frames.

Hauptautor Dr. Tristan Sales ist von der School of Geosciences der University of Sydney. Bildnachweis: Stephanie Zingsheim, Universität Sydney

Zweitautor Dr. Laurent Huson vom Institut für Geowissenschaften in Grenoble, Frankreich, sagte: „Dieses beispiellose hochauflösende Modell der jüngsten Vergangenheit der Erde wird Geowissenschaftlern ein vollständigeres und dynamischeres Verständnis der Erdoberfläche liefern.

„Entscheidend ist, dass es die Dynamik des Sedimenttransports vom Land zum Ozean auf eine Weise erfasst, die wir zuvor nicht konnten.“

Animierte Weltkarte der Landschaftsentwicklung der letzten 100 Millionen Jahre. Bildnachweis: Dr. Tristan Sales, Universität Sydney

Dr. Sales sagte, dass das Verständnis des Flusses von terrestrischen Sedimenten in Meeresumgebungen für das Verständnis der aktuellen Ozeanchemie von entscheidender Bedeutung ist.

„Angesichts der Tatsache, dass sich die Chemie der Ozeane aufgrund des vom Menschen verursachten Klimawandels schnell verändert, könnte ein vollständigeres Bild unser Verständnis der Meeresumwelt verbessern“, sagte er.

Das Modell wird es Wissenschaftlern ermöglichen, verschiedene Theorien darüber zu testen, wie die Erdoberfläche auf den Klimawandel und tektonische Kräfte reagiert.

Darüber hinaus liefert die Forschung ein verbessertes Modell zum Verständnis, wie der terrestrische Sedimenttransport den Kohlenstoffkreislauf des Planeten über Millionen von Jahren reguliert.

„Unsere Ergebnisse werden Wissenschaftlern in anderen Bereichen einen dynamischen und detaillierten Hintergrund liefern, um Hypothesen vorzubereiten und zu testen, wie etwa biochemische Kreisläufe oder in der biologischen Evolution.“

Referenz: „Hundert Millionen Jahre Landschaftsdynamik vom Einzugsgebiet bis zum globalen Maßstab“ von Tristan Sallis, Laurent Huson, Patrice Ray, Claire Mallard, Sabine Zahirovic, Beatriz Hadler-Bogianni, Nicholas Coltice und Miles Arnold, 2. März 2023, hier verfügbar . Wissenschaften.
DOI: 10.1126/science.add2541

Die Studie wurde von der australischen Regierung und dem Australian Research Council finanziert.

Die Autoren d. Sallis und D. Claire Mallard und Ph.D. Die Studentin Beatriz Hadler Boggiani ist Mitglied der EarthColab Group und Associate Professor Patrice Rey und Dr. Sabin Zahirovic sind Teil der EarthByte Group. Beide Gruppen gehören zur School of Geosciences der University of Sydney.

Die Forschung wurde in Zusammenarbeit mit französischen Geowissenschaftlern des CNRS, Frankreich, der Universität Lyon und der ENS Paris durchgeführt.