Το ψυχρό κλίμα συρρικνώνει τα βουνά
Κάθε χρόνο, δισεκατομμύρια τόνοι βράχων και εδάφους εξαφανίζονται από την επιφάνεια της Γης, καθαρίζονται από βουνά και πεδιάδες και παρασύρονται από τον άνεμο, τη βροχή και άλλα στοιχεία. Ο κύριος μοχλός αυτής της δραματικής επανεμφάνισης είναι το κλίμα, σύμφωνα με μια νέα μελέτη. Και όταν η παγκόσμια θερμοκρασία πέφτει, η διάβρωση αρχίζει να υπερισχύει.
Οι επιστήμονες έχουν συζητήσει εδώ και καιρό τι προκαλεί το μεγαλύτερο μέρος της διάβρωσης του κόσμου:προκαλείται κυρίως από το κλίμα ή είναι το αποτέλεσμα της οικοδόμησης βουνών, τεκτονικής δραστηριότητας; Οι περισσότερες προηγούμενες μελέτες για τη διάβρωση βασίστηκαν στη μέτρηση των ποσοτήτων ιζήματος που συσσωρεύονται κάπου αφού απομακρυνθούν από τις πηγές τους και εναποτεθούν αλλού. Αλλά τέτοιες αναλύσεις επικεντρώνονται στις επακόλουθες επιπτώσεις της διάβρωσης, όχι στην ίδια τη διαδικασία, λέει ο Frédéric Herman, γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Λωζάνης στην Ελβετία. Και οι περισσότερες έρευνες εξέτασαν περιορισμένες περιοχές της Γης—μια συγκεκριμένη οροσειρά, ας πούμε, και όχι τον πλανήτη ως σύνολο.
Για να εκτιμήσουν πιο άμεσα τα ποσοστά διάβρωσης, οι ερευνητές χρησιμοποιούν τεχνικές γενικά γνωστές ως θερμοχρονομετρία ή το μέτρο του τρόπου με τον οποίο η θερμοκρασία ενός βράχου έχει αλλάξει με την πάροδο του χρόνου. Πολλές τέτοιες τεχνικές βασίζονται στην αξιολόγηση του τρόπου με τον οποίο η διάσπαση των ραδιενεργών στοιχείων μέσα σε ένα βράχο έχει επηρεάσει τα ορυκτά του. Για τη νέα τους μελέτη, ο Herman και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν τέσσερις τέτοιες τεχνικές. Σε δύο από αυτές, οι ερευνητές μέτρησαν πόση ποσότητα ηλίου που παράγεται από τη διάσπαση είχε συσσωρευτεί στα ορυκτά ενός βράχου. (Μόλις ο βράχος πέσει κάτω από μια ορισμένη θερμοκρασία, το ήλιο σταματά να διαχέεται αποτελεσματικά από τα ορυκτά.) Στα άλλα δύο, η ομάδα υπολόγισε το ποσό της μικροσκοπικής βλάβης που προκαλείται από τη ραδιενεργή διάσπαση. (Όταν το πέτρωμα πέσει κάτω από μια ορισμένη θερμοκρασία, τα άτομα σε έναν κρύσταλλο δεν είναι σε θέση να μετατοπιστούν και να θεραπεύσουν τη ζημιά.) Χρησιμοποιώντας αυτές τις προσεγγίσεις, οι ερευνητές θα μπορούσαν να υπολογίσουν τις ημερομηνίες κατά τις οποίες τα πετρώματα ψύχθηκαν σε θερμοκρασίες μεταξύ 250°C και 70 °C—και επομένως παρακολουθήστε την ταχύτητα με την οποία οι βράχοι ανέβηκαν προς το επίπεδο του εδάφους καθώς τα υπερκείμενα στρώματα διαβρώθηκαν.
Χρησιμοποιώντας δεδομένα που είχαν συγκεντρώσει οι ίδιοι, καθώς και αυτά που προέκυψαν από άλλες μελέτες, οι επιστήμονες συγκέντρωσαν σχεδόν 18.000 σημεία δεδομένων από όλο τον κόσμο. Τα τελευταία 8 εκατομμύρια χρόνια, οι ρυθμοί διάβρωσης κυμαίνονται από λιγότερο από 0,01 χιλιοστά ετησίως (στην κεντρική και δυτική Αυστραλία και στην κεντρική Βόρεια Αμερική, για παράδειγμα) έως και 10 mm/έτος (σε τοποθεσίες στα Ιμαλάια, στην Ταϊβάν και Νέα Ζηλανδία).
Αυτές οι περιφερειακές τάσεις μπορεί να μην προκαλούν έκπληξη:η Αυστραλία είναι σχετικά επίπεδη και ξηρή, και τα Ιμαλάια και η Ταϊβάν φιλοξενούν σχετικά απότομο έδαφος που συχνά μαστίζεται από μουσώνες. Αλλά η μεγάλη ιστορία, λέει ο Herman, έγκειται στις παγκόσμιες τάσεις που θεωρούνται καθώς ξετυλίγονται αυτά τα 8 εκατομμύρια χρόνια.
Πριν από περίπου 6 εκατομμύρια χρόνια, καθώς το κλίμα της Γης ψύχθηκε, οι ρυθμοί διάβρωσης αυξήθηκαν γενικά σε όλα τα γεωγραφικά πλάτη, αλλά αυξήθηκαν κυρίως στις ορεινές περιοχές. Στη συνέχεια, στον απόηχο της ακόμη ισχυρότερης ψύξης που βοήθησε να πυροδοτήσει μια σειρά από εποχές παγετώνων και μεσοπαγετώνων περιόδων που ξεκινούσαν περίπου 2,4 εκατομμύρια χρόνια πριν, οι ρυθμοί διάβρωσης διπλασιάστηκαν, αναφέρουν οι ερευνητές στο διαδίκτυο σήμερα στο Nature . Επειδή η διάβρωση αυξήθηκε πιο δραματικά στις οροσειρές μεσαίου γεωγραφικού πλάτους -περιοχές που είναι πιο πιθανό να εμφανίσουν πρώτα παγετώνες καθώς το κλίμα ψύχεται σταδιακά- ο Herman και οι συνάδελφοί του κατηγορούν την επιτάχυνση της διάβρωσης στο καθαρισμό των παγετώνων.
Τα νέα ευρήματα, και ειδικά η παγκόσμια κλίμακα τους, «επιβεβαιώνουν για μένα ότι [οι αυξήσεις στους ρυθμούς διάβρωσης] είναι ένα σήμα για το κλίμα», λέει ο David Egholm, γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο Aarhus στη Δανία. Συγκεκριμένα, σημειώνει, οι εξαρτώμενες από το γεωγραφικό πλάτος διακυμάνσεις στους ρυθμούς διάβρωσης «πιθανότατα» μπορούν να αποδοθούν στους παγετώνες.
Εάν το κλίμα της Γης συνεχίσει να ψύχεται, όπως μακροπρόθεσμα τα τελευταία εκατομμύρια χρόνια, τα ποσοστά διάβρωσης πιθανότατα θα συνεχίσουν να αυξάνονται. Αλλά εάν αυτή η τάση ψύξης σταματήσει, είτε λόγω φυσικών κλιματικών μεταβολών είτε λόγω της θέρμανσης λόγω των ανθρώπινων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, η διάβρωση παγκοσμίως θα μειωθεί σταδιακά. Αυτό είναι ένα αποτέλεσμα που μπορεί να μην γίνει καν αντιληπτό βραχυπρόθεσμα, επειδή πιθανότατα θα εκτυλισσόταν σε εκατομμύρια χρόνια, συν ότι πιθανότατα θα καλυπτόταν από τις συνεχώς αυξανόμενες ανθρωπογενείς αλλαγές στο τοπίο.
