Γιατί ο Αμαζόνιος ρέει προς τα πίσω
Πριν από εκατομμύρια χρόνια, ποτάμια που κυλούσαν δυτικά σε ό,τι είναι η σημερινή βόρεια Βραζιλία, αντέστρεψαν την πορεία τους για να κυλήσουν προς τον Ατλαντικό και γεννήθηκε ο πανίσχυρος Αμαζόνιος. Μια προηγούμενη μελέτη έδειξε ότι το γύρω-πρόσωπο πυροδοτήθηκε από σταδιακές αλλαγές στη ροή του καυτού, παχύρρευστου βράχου βαθιά κάτω από την ήπειρο της Νότιας Αμερικής. Ωστόσο, νέα μοντέλα υπολογιστών υπαινίσσονται ότι η αναστροφή προέκυψε από πιο γνωστές γεωλογικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στην επιφάνεια της Γης—ιδίως, την επίμονη διάβρωση, την κίνηση και την εναπόθεση ιζημάτων που φθείρονται μακριά από τις αναπτυσσόμενες Άνδεις.
Τα βουνά των Άνδεων βρίσκονται ακριβώς στο εσωτερικό της δυτικής ακτής της Νότιας Αμερικής. Το κεντρικό τμήμα αυτής της οροσειράς άρχισε να αναπτύσσεται πριν από περίπου 65 εκατομμύρια χρόνια και οι βόρειες Άνδεις άρχισαν να υψώνονται μερικά εκατομμύρια χρόνια αργότερα, λέει ο Victor Sacek, γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Σάο Πάολο στη Βραζιλία. Ωστόσο, μελέτες πεδίου δείχνουν ότι ο ποταμός Αμαζόνιος, ο οποίος σήμερα μεταφέρει νερό γεμάτο ιζήματα από τις Άνδεις σε όλη την ήπειρο στον Ατλαντικό Ωκεανό, δεν υπήρχε στη σημερινή του μορφή μέχρι πριν από περίπου 10 εκατομμύρια χρόνια. Πριν από τότε, οι βροχοπτώσεις σε μεγάλο μέρος της σημερινής λεκάνης του Αμαζονίου αποστραγγίζονταν δυτικά σε τεράστιες λίμνες που σχηματίστηκαν κατά μήκος του ανατολικού χείλους των Άνδεων και στη συνέχεια κυλούσαν βόρεια μέσω ποταμών στην Καραϊβική. Οι γεωλογικές διεργασίες που προκάλεσαν τη μετατόπιση των αρχαίων μοτίβων αποχέτευσης στις σύγχρονες διαμορφώσεις τους έχουν συζητηθεί έντονα.
Οι λίμνες ανατολικά των Άνδεων σχηματίστηκαν σε μια μακρά γούρνα που δημιουργήθηκε όταν το τεράστιο βάρος αυτής της αυξανόμενης οροσειράς πίεσε τον φλοιό της Γης προς τα κάτω, λέει ο Sacek. Αλλά για κάποιο λόγο, το έδαφος κάτω από τη γούρνα κέρδισε σιγά-σιγά υψόμετρο για εκατομμύρια χρόνια, και αυτές οι λίμνες σταδιακά έδωσαν τη θέση τους σε μια μακρόβια περιοχή υγροτόπων που κάλυπτε μια περιοχή στο μέγεθος της Αιγύπτου ή μεγαλύτερη. Αργότερα, αφού το τοπίο ανέβηκε ακόμη περισσότερο, οι υγρότοποι εξαφανίστηκαν εντελώς. Προηγουμένως, οι επιστήμονες πρότειναν ότι οι αλλαγές στην κυκλοφορία του τηγμένου υλικού στον μανδύα της Γης —το υλικό βραδείας ροής που βρίσκεται μεταξύ του πυρήνα του πλανήτη μας και του φλοιού του— ώθησαν το έδαφος ανατολικά των Άνδεων προς τα πάνω, αλλάζοντας έτσι τα πρότυπα αποστράγγισης.
Όμως η νέα έρευνα ρίχνει την ευθύνη σε κάτι πιο κοινό:τη διάβρωση. Ο Sacek ανέπτυξε ένα μοντέλο υπολογιστή που περιλαμβάνει αλληλεπιδράσεις μεταξύ της ανάπτυξης των Άνδεων, της κάμψης του φλοιού της Γης στην περιοχή και του κλίματος. (Για παράδειγμα, καθώς τα βουνά υψώνονται, παρεμποδίζουν περισσότερη ροή υγρού αέρα και δέχονται περισσότερες βροχοπτώσεις, οι οποίες με τη σειρά τους ενισχύουν τον ρυθμό διάβρωσης.) Το μοντέλο προσομοιώνει την εξέλιξη του εδάφους της Νότιας Αμερικής τα τελευταία 40 εκατομμύρια χρόνια—μια περίοδο που ξεκίνησε μετά τη γέννηση των κεντρικών Άνδεων, αλλά πριν αρχίσει να υψώνεται η ανατολική πλευρά αυτών των βουνών, σημειώνει ο Sacek.
Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης αναπαράγουν πολλά από τα στοιχεία που φαίνονται στο γεωλογικό αρχείο, αναφέρει ο Sacek στο διαδίκτυο πριν από την εκτύπωση στο Earth and Planetary Science Letters . Αρχικά, οι λίμνες σχηματίζονται ανατολικά των Άνδεων επειδή τα βουνά πιέζουν τον φλοιό της Γης προς τα κάτω για να σχηματίσουν μια γούρνα πιο γρήγορα από ό,τι μπορεί να τον γεμίσει το ίζημα. Στη συνέχεια, η βύθιση του εδάφους επιβραδύνεται και η συσσώρευση ιζήματος που χύνεται από τις Άνδεις πλησιάζει, γεμίζοντας σταδιακά τις λίμνες και χτίζοντας το τοπίο ψηλότερα. Τελικά, το έδαφος ακριβώς ανατολικά της οροσειράς γίνεται υψηλότερο από αυτό στο ανατολικό βασίλειο της λεκάνης του Αμαζονίου, μια μετατόπιση που παρέχει μια κατηφορική κλίση που εκτείνεται σε όλη τη διαδρομή από τις Άνδεις στον Ατλαντικό ξεκινώντας περίπου 10 εκατομμύρια χρόνια πριν.
«Η διάβρωση και η καθίζηση είναι ισχυρές δυνάμεις», λέει ο Jean Braun, γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο Joseph Fourier στη Γκρενόμπλ της Γαλλίας. Το μοντέλο του Sacek δείχνει ότι αυτές οι διεργασίες εξηγούν το γεωλογικό αρχείο που παρατηρείται στη βόρεια Νότια Αμερική, "και το κάνουν με τον σωστό χρόνο", προσθέτει. Προτείνουν επίσης ότι η ποσότητα του ιζήματος που μεταφέρεται στο στόμιο του Αμαζονίου κάθε χρόνο και στη συνέχεια απορρίπτεται στις υπεράκτιες περιοχές θα πρέπει να αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου - κάτι που φαίνεται πραγματικά στους πυρήνες ιζημάτων που έχουν διατρηθεί από αυτήν την περιοχή. "Είναι μια ωραία πρόβλεψη από το μοντέλο", λέει ο Braun.
Ο σταδιακά αυξανόμενος ρυθμός συσσώρευσης ιζήματος πιθανώς προέρχεται από το μεγάλο χρονικό διάστημα που χρειάζεται για να περάσει το υλικό σε όλη την ήπειρο, να πεταχτεί σε ένα σημείο και στη συνέχεια να επανακινητοποιηθεί από τη διάβρωση αργότερα, λέει η Carina Hoorn, γεωλόγος στο Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ. Ή, προτείνει, η αύξηση μπορεί να προέλθει από μια πρόσφατη γεωλογική ώθηση της διάβρωσης στις Άνδεις που προκλήθηκε από μια σειρά εποχών παγετώνων που ξεκίνησαν περίπου 2,4 εκατομμύρια χρόνια πριν.
Ένα πράγμα που το μοντέλο του Sacek δεν κάνει καλή δουλειά στην πρόβλεψή του, παραδέχεται, είναι το μέγεθος, το σχήμα και η ανθεκτικότητα της μεγάλης περιοχής των υγροτόπων που σχηματίστηκαν σε αυτό που είναι τώρα η κεντρική λεκάνη του Αμαζονίου μεταξύ 10,5 και 16 εκατομμυρίων ετών πριν. Αλλά είναι πιθανό, σημειώνει, οι αλλαγές στην κυκλοφορία του μανδύα κάτω από την περιοχή να έπαιξαν δευτερεύοντα ρόλο στην εξέλιξη του εδάφους. Ο Sacek θα προσπαθήσει να ενσωματώσει τέτοιες διαδικασίες σε μελλοντικές εκδόσεις της προσομοίωσης εδάφους του, για να δει αν εξηγούν καλύτερα πώς εξελίχθηκε το τοπίο.
Τέτοιες αλλαγές στη ροή του μανδύα είναι «δύσκολο να ποσοτικοποιηθούν και ακόμη πιο δύσκολο να διακριθούν [στον πραγματικό κόσμο]», λέει ο Braun. Αλλά συνδυάζοντας τα μέτρια αποτελέσματα τέτοιων αλλαγών με αυτά που προκαλούνται από επιφανειακές διεργασίες όπως η διάβρωση, "μπορεί να καταλήξετε σε κάτι που λειτουργεί."
