La arenisca de Torridon en el noroeste de Escocia conserva seis kilómetros de sedimento de río de la época precámbrica. Pero, ¿qué tipo de eventos geológicos pudieron dejar su huella para que los investigadores la encontraran mil millones de años después?
Curiosamente, no fueron grandes inundaciones o cambios dramáticos en el curso, principalmente el arrastre regular de dunas de arena por el fondo del río. De hecho, solo valieron unos meses.
Esta normalidad de los depósitos fluviales, o estratos fluviales, ha dejado perplejos a los geólogos durante la mayor parte de un siglo. Dado lo poco que se conserva la historia de un río, los investigadores consideran extraño que predominen los registros de lo común, en lugar de la evidencia deeventos más extremos. Nueva investigación publicada en la revista Cartas de investigación geofísica , revela los procesos que finalmente pueden explicar este enigma.
El estudio dirigido por Vamsi Ganti, profesor asistente de geomorfología en la UC Santa Bárbara, toca uno de los debates más largos en el campo de la geología: catastrofismo versus uniformitarianismo. Es decir, si el registro geológico tiende a estar más influenciado poreventos grandes, poco frecuentes o por eventos pequeños pero comunes.
En lo que respecta a los depósitos fluviales, el catastrofismo tiene un argumento bastante intuitivo: "Si la probabilidad de preservar cualquier evento es baja, entonces lo que se preserva debería ser de alguna manera especial", explicó Ganti. Sin embargo, los científicos encuentran que esto simplemente no esEs cierto, aunque se conserva menos del 0,0001% del tiempo transcurrido.
"Esa es la razón por la que llamamos a esto la extraña normalidad de los estratos fluviales", dijo Ganti, "porque es extraño que los eventos preservados sean tan ordinarios a pesar de que la preservación del tiempo es tan extraordinaria".
La morfología del río tiende a autoorganizarse en una jerarquía de niveles, lo que Ganti y sus colegas creían que era la clave para comprender esta extraña normalidad. Las ondas y las dunas se mueven a través del fondo de los ríos en el orden de minutos y horas. El movimiento de las barras de arenaocurre durante meses y años, mientras que los ríos serpentean y saltan sus riberas durante años y siglos. En el extremo más extremo, los cambios en el nivel del mar pueden acelerar la erosión o promover la sedimentación en el transcurso de milenios.
Afortunadamente, los científicos entienden cómo cada uno de estos fenómenos aparece en el registro estratigráfico basado en observaciones modernas. Resulta que estas características varían en tamaño desde ondas de una pulgada de alto hasta la erosión inducida por el nivel del mar que puede recorrer cientos de metros de sedimento.
Ganti y sus colegas construyeron un modelo probabilístico para probar su hipótesis. Descubrieron que si todos los procesos fluviales suceden en las mismas escalas, solo se preservan los eventos más extremos. Sin embargo, tan pronto como introdujeron una jerarquía, los sedimentos de los procesos ordinarioscomenzó a llenar la erosión causada por fenómenos de un nivel más alto.
El misterio fue resuelto. "Mientras tenga una organización jerárquica en la dinámica del río, sus estratos serán ordinarios", dijo Ganti.
Los científicos han sabido sobre estos diferentes niveles jerárquicos en la morfología de los ríos durante bastante tiempo, pero hasta ahora nadie los había relacionado directamente con la normalidad de los estratos de los ríos, explicó Ganti. Antes de estos resultados, los sedimentólogos eran un poco como los primeros biólogos que sabíansobre taxonomía especies, géneros, familias, etc. sin comprender la teoría de la evolución que explica la dinámica que los conecta.
Los eventos en un nivel pueden acumular sedimentos, en cuyo caso se conservan, o pueden erosionar los sedimentos, que luego serán completados por eventos ordinarios un nivel más bajo. Entonces, mientras se preservan algunos eventos extremos, comuneslos fenómenos dominan el registro estratigráfico.
Ganti también se dio cuenta de que los períodos de tiempo relativos a lo largo de los cuales los niveles evolucionan determinan lo que se conserva. Por ejemplo, tome las tasas relativas de migración fluvial versus avulsión, o con qué frecuencia el río salta a sus orillas ". Si su migración es rápida y su avulsióninfrecuente, entonces sigue reelaborando sus depósitos ", explicó Ganti. Estos sistemas tienden a preservar solo las elevaciones de canal más extremas." Sin embargo, cuando tiene una avulsión, ya no puede reelaborar ese depósito porque ha saltado a una nueva ubicación."
Con este entendimiento, los científicos ahora pueden usar estratos para comparar qué tan rápido evolucionó cada nivel cuando un río estaba realmente activo. De hecho, los resultados refuerzan las conclusiones del estudio anterior de Ganti, donde demostró que los ríos precámbricos podrían haber sido similaresa los ríos serpenteantes de un solo canal que conocemos hoy.
Los científicos lo habían dudado durante mucho tiempo ya que no había evidencia preservada en el registro estratigráfico. Muchos argumentaron que tales ríos habrían necesitado plantas para asegurar sus orillas, y las plantas terrestres aún no habían evolucionado. Pero en lugar de no tener migración, en realidad eses probable que estos ríos serpenteen tan a menudo que sus estratos se borren constantemente. De hecho, otros científicos han descubierto que los ríos en paisajes sin vegetación migran 10 veces más rápido que aquellos con vegetación.
Los hallazgos de Ganti también tienen ramificaciones para el mundo moderno, donde el cambio climático y el aumento del nivel del mar están alterando el comportamiento de los principales sistemas fluviales. Para comprender nuestro futuro, muchos científicos miran los depósitos de los ríos durante el Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno, cuando es promediolas temperaturas subieron bruscamente de 5 a 8 grados centígrados, comparable al cambio climático moderno. La evidencia sugiere que los ríos eran más móviles entonces, y ahora tenemos las herramientas para determinar por qué.
"Sabemos que el suministro de sedimentos a los ríos está cambiando debido a los cambios inducidos por el hombre. Pero lo que no sabemos es a qué trayectoria enviamos los ríos a largo plazo", dijo Ganti.
"¿Vamos a aumentar las tasas de migración? ¿Vamos a hacer que las avulsiones sean más frecuentes? Esta diferencia es importante, porque determina la historia de las inundaciones y dónde se desarrollará en las décadas y siglos por venir"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Bárbara . Original escrito por Harrison Tasoff. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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