La superficie de la Tierra es la “piel viva” de nuestro planeta: conecta sistemas físicos, químicos y biológicos. Con el paso del tiempo geológico, el paisaje cambia a medida que evoluciona esta superficie, organizándose Ciclo del carbono y la circulación de nutrientes a medida que los ríos transportan sedimentos a los océanos.

Todas estas interacciones tienen impactos de gran alcance en los ecosistemas y la biodiversidad, los muchos organismos que habitan nuestro planeta.

Como tal, reconstruir cómo ha evolucionado el paisaje de la Tierra durante millones de años es un paso esencial para comprender la forma cambiante de nuestro planeta y la interacción entre cosas como el clima y la tectónica. También podría darnos pistas sobre la evolución de la biodiversidad.

Trabajando con científicos en Francia (Centro Nacional de Investigaciones Científicas de FranciaY ENS París Universidad, Universidad de Grenoble y Universidad de Lyon), Nuestro equipo La Universidad de Sydney ahora tiene un modelo geológico detallado de los cambios en la superficie de la Tierra en prestigiosa revista Ciencias.

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Nuestro modelo es el primer modelo dinámico, una simulación por computadora, de los últimos 100 millones de años con una alta resolución de hasta 10 kilómetros (6,2 millas).

Con un detalle sin precedentes, revela cómo la superficie de la Tierra ha cambiado con el tiempo y cómo esto afectó la forma en que los sedimentos se movieron y asentaron.

Dividido en marcos de millones de años, nuestro modelo se basa en un marco que integra la tectónica de placas y las fuerzas climáticas con procesos superficiales como terremotos, meteorización, desplazamiento de ríos y más.

Tres años en la fabricación

El proyecto comenzó hace unos tres años cuando comenzamos a desarrollar un nuevo proyecto. Modelar la evolución del paisaje a escala globalcapaz de simular millones de años de cambio.

También encontramos formas de agregar automáticamente otra información a nuestro marco, como la paleogeografía, la historia de los paisajes de la Tierra.

En este nuevo estudio, nuestro marco utilizó tecnología de punta Reconstrucción de la tectónica de placas Y simulando climas pasados en una escala global.

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Nuestras simulaciones por computadora avanzadas utilizaron el método de Australia Infraestructura informática nacional, ejecutándose en cientos de procesadores de computadora. Cada simulación tomó varios días para construir una imagen completa que reconstruyera los últimos 100 millones de años de evolución de la superficie de la Tierra.

Todo este poder de cómputo ha resultado en mapas globales de alta resolución que muestran los altibajos del paisaje de la Tierra (elevación), así como los flujos de agua y sedimentos.

Todos estos encajan bien con las observaciones geológicas actuales. Por ejemplo, combinamos datos de la actualidad Sedimentos de ríos y arroyos.y áreas de cuencas de drenaje, estudios sísmicos y tendencias de erosión local y global a largo plazo.

Nuestros principales productos están disponibles como mapas globales basados ​​en el tiempo a intervalos de cinco millones de años. Marco de ciencia abierta.

El agua y los sedimentos fluyen a través del espacio y el tiempo.

La erosión es uno de los procesos fundamentales en la superficie terrestre, un proceso lento en el que materiales como el suelo y la roca son erosionados y arrastrados por el viento o el agua. Esto da como resultado flujos de sedimentos.

La erosión juega un papel importante en el ciclo del carbono de la Tierra: la interminable circulación global de uno de los componentes básicos de la vida, el carbono.

Investigar la forma en que los flujos de sedimentos han cambiado a través del espacio y el tiempo es fundamental para comprender cómo cambiaron los climas de la Tierra en el pasado.

Descubrimos que nuestro modelo reproduce elementos clave del transporte de sedimentos terrestres, desde la dinámica de la cuenca que representa las redes fluviales a lo largo del tiempo hasta los cambios lentos en Amplias cuencas sedimentarias.

A partir de nuestros resultados, también encontramos varias discrepancias entre las observaciones actuales de las capas de roca (estratificación) y las predicciones para estas capas. Esto muestra que nuestro modelo puede ser útil para probar y optimizar reconstrucciones de paisajes anteriores.

Los paisajes simulados del pasado están totalmente integrados con los diversos procesos que tienen lugar, en particular el sistema hidrológico, el movimiento del agua, lo que proporciona una visión más robusta y detallada de la superficie de la Tierra.

Nuestro estudio revela más detalles sobre el papel que ha jugado la superficie en constante evolución de la Tierra en el movimiento de sedimentos desde las cimas de las montañas hasta las cuencas oceánicas, regulando en última instancia el ciclo del carbono y la variabilidad del clima de la Tierra a lo largo del tiempo.

A medida que exploremos estos hallazgos junto con el registro geológico, podremos responder preguntas antiguas sobre muchas características críticas del sistema de la Tierra, incluida la forma en que nuestro planeta cicló los nutrientes y dio lugar a la vida tal como la conocemos.

Tristán VentasProfesor titular, Universidad de Sídney

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