Wissenschaftler enthüllen das detaillierteste geologische Modell der letzten 100 Millionen Jahre der Erde: ScienceAlert

Die Erdoberfläche ist die „lebende Haut“ unseres Planeten – sie verbindet physikalische, chemische und biologische Systeme. Im Laufe der geologischen Zeit verändert sich die Landschaft, während sich diese Oberfläche entwickelt und sich organisiert Kohlenstoffzyklus und die Nährstoffzirkulation, wenn Flüsse Sedimente in die Ozeane transportieren.

All diese Wechselwirkungen haben weitreichende Auswirkungen auf Ökosysteme und Biodiversität – die vielen Organismen, die unseren Planeten bewohnen.

Daher ist die Rekonstruktion, wie sich die Landschaft der Erde über Millionen von Jahren entwickelt hat, ein wesentlicher Schritt zum Verständnis der sich verändernden Form unseres Planeten und der Wechselwirkung zwischen Dingen wie Klima und Tektonik. Es könnte uns auch Hinweise auf die Evolution der Biodiversität geben.

Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern in Frankreich (Französisches Nationales Zentrum für wissenschaftliche ForschungUnd ENS Paris Universität, Universität Grenoble und Universität Lyon), Unser Team Die University of Sydney verfügt nun über ein detailliertes geologisches Modell der Veränderungen der Erdoberfläche angesehenes Magazin Wissenschaften.

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Unser Modell ist das erste dynamische Modell – eine Computersimulation – der vergangenen 100 Millionen Jahre mit einer hohen Auflösung von bis zu 10 Kilometern (6,2 Meilen).

In beispiellosem Detail zeigt es, wie sich die Erdoberfläche im Laufe der Zeit verändert hat und wie sich dies auf die Art und Weise auswirkte, wie sich Sedimente bewegten und absetzten.

Unser in Millionen-Jahre-Frames unterteiltes Modell basiert auf einem Rahmenwerk, das plattentektonische und klimatische Kräfte mit Oberflächenprozessen wie Erdbeben, Verwitterung, Flussverschiebung und mehr integriert.

Drei Jahre in der Herstellung

Das Projekt begann vor etwa drei Jahren, als wir mit der Entwicklung eines neuen Projekts begannen Landschaftsentwicklung auf globaler Ebene modellierenin der Lage, Millionen von Jahren des Wandels zu simulieren.

Wir haben auch Möglichkeiten gefunden, unserem Framework automatisch andere Informationen hinzuzufügen, wie z. B. Paläogeographie – die Geschichte der Landschaften der Erde.

In dieser neuen Studie verwendete unser Framework modernste Technologie Plattentektonik rekonstruieren Und Simulation vergangener Klimazonen auf globaler Ebene.

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Unsere fortschrittlichen Computersimulationen verwendeten die australische Methode Nationale Computerinfrastruktur, das auf Hunderten von Computerprozessoren läuft. Jede Simulation dauerte mehrere Tage, um ein vollständiges Bild zu erstellen, das die letzten 100 Millionen Jahre der Entwicklung der Erdoberfläche rekonstruiert.

All diese Rechenleistung hat zu hochauflösenden globalen Karten geführt, die die Höhen und Tiefen der Erdlandschaft (Höhe) sowie die Flüsse von Wasser und Sedimenten zeigen.

All dies passt gut zu aktuellen geologischen Beobachtungen. Beispielsweise haben wir Daten aus der Gegenwart kombiniert Sedimente von Flüssen und Bächenund Einzugsgebieten, seismische Untersuchungen und langfristige lokale und globale Erosionstrends.

Unsere Hauptausgaben sind als zeitbasierte globale Karten in Fünf-Millionen-Jahres-Intervallen verfügbar Open-Science-Framework.

Wasser und Sedimente fließen durch Raum und Zeit

Erosion ist einer der grundlegenden Prozesse auf der Erdoberfläche, ein langsamer Prozess, bei dem Materialien wie Erde und Gestein abgetragen und durch Wind oder Wasser weggetragen werden. Dadurch kommt es zu Sedimentströmungen.

Erosion spielt eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf der Erde – der endlosen globalen Zirkulation eines der Bausteine ​​des Lebens, Kohlenstoff.

Die Untersuchung der Art und Weise, wie sich Sedimentflüsse durch Raum und Zeit verändert haben, ist entscheidend für unser Verständnis, wie sich das Erdklima in der Vergangenheit verändert hat.

Wir haben festgestellt, dass unser Modell Schlüsselelemente des terrestrischen Sedimenttransports reproduziert, von der Einzugsgebietsdynamik, die Flussnetzwerke im Laufe der Zeit abbildet, bis hin zu langsamen Änderungen in Ausgedehnte Sedimentbecken.

Aus unseren Ergebnissen haben wir auch mehrere Diskrepanzen zwischen aktuellen Beobachtungen von Gesteinsschichten (Schichten) und Vorhersagen für diese Schichten gefunden. Dies zeigt, dass unser Modell zum Testen und Optimieren früherer Landschaftsrekonstruktionen nützlich sein kann.

Die simulierten Landschaften der Vergangenheit sind vollständig in die verschiedenen stattfindenden Prozesse integriert, insbesondere in das hydrologische System – die Bewegung des Wassers – und bieten eine robustere und detailliertere Ansicht der Erdoberfläche.

Unsere Studie enthüllt mehr Details über die Rolle, die die sich ständig weiterentwickelnde Erdoberfläche bei der Bewegung von Sedimenten von Berggipfeln zu Ozeanbecken gespielt hat und letztendlich den Kohlenstoffkreislauf und die Variabilität des Erdklimas durch die Tiefen der Zeit reguliert hat.

Wenn wir diese Ergebnisse zusammen mit den geologischen Aufzeichnungen untersuchen, werden wir in der Lage sein, alte Fragen zu vielen kritischen Merkmalen des Erdsystems zu beantworten – einschließlich der Art und Weise, wie unser Planet Nährstoffe zirkulierte und das Leben, wie wir es kennen, hervorgebracht hat.

Tristan Vertriebalter Dozent, Universität Sydney

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