La superficie de la Tierra es la “piel viva” de nuestro planeta: conecta los sistemas físicos, químicos y biológicos. A lo largo del tiempo geológico, los paisajes cambian a medida que esta superficie evoluciona, regulando la Ciclo del carbono y la circulación de nutrientes a medida que los ríos transportan sedimentos a los océanos.
Todas estas interacciones tienen efectos de gran alcance en los ecosistemas y la biodiversidad, los muchos seres vivos que habitan nuestro planeta.
Como tal, reconstruir cómo han evolucionado los paisajes de la Tierra durante millones de años es un paso fundamental para comprender la forma cambiante de nuestro planeta y la interacción de cosas como el clima y la tectónica. También puede darnos pistas sobre la evolución de la biodiversidad.
Trabajando con científicos en Francia (Centro Nacional de Investigaciones Científicas de Francia, ENTE Paris universidad, la Universidad de Grenoble y la Universidad de Lyon), nuestro equipo
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El nuestro es el primer modelo dinámico, una simulación por computadora, de los últimos 100 millones de años en 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 eso ha afectado la forma en que los sedimentos se mueven y se asientan.
Dividido en marcos de un millón de años, nuestro modelo se basa en un marco que incorpora la tectónica de placas y las fuerzas climáticas con procesos superficiales como terremotos, meteorización, ríos cambiantes y más.
Tres años en la fabricación
El proyecto comenzó hace unos tres años cuando comenzamos el desarrollo de un nuevo modelo de 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.
Para este nuevo estudio, nuestro marco utilizó tecnología de punta reconstrucciones de placas tectonicas y simulaciones de climas pasados en una escala global.
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Nuestras simulaciones por computadora avanzadas utilizaron los Infraestructura Computacional Nacional, ejecutándose en cientos de procesadores de computadora. Cada simulación tomó varios días, construyendo una imagen completa para reconstruir 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 de los paisajes de la Tierra (elevación), así como los flujos de agua y sedimentos.
Todos estos encajan bien con las observaciones geológicas existentes. Por ejemplo, combinamos datos de la actualidad sedimentos fluviales y flujos de agua
Nuestros principales productos están disponibles como mapas globales basados en el tiempo a intervalos de cinco millones de años desde el marco de ciencia abierta.
Flujo de agua y sedimentos a través del espacio y el tiempo
Uno de los procesos superficiales fundamentales de la Tierra es la erosión, un proceso lento en el que el viento o el agua desgastan y arrastran materiales como el suelo y las rocas. Esto da como resultado flujos de sedimentos.
La erosión juega un papel importante en el ciclo del carbono de la Tierra: la circulación global interminable de uno de los componentes esenciales de la vida, el carbono.
Investigar la forma en que los flujos de sedimentos han cambiado a través del espacio y el tiempo es crucial para nuestra comprensión de cómo los climas de la Tierra han variado en el pasado.
Descubrimos que nuestro modelo reproduce los elementos clave del transporte de sedimentos de la Tierra, desde la dinámica de la cuenca que representa las redes fluviales a lo largo del tiempo hasta los cambios lentos de cuencas sedimentarias a gran escala.
A partir de nuestros resultados, también encontramos varias inconsistencias entre las observaciones existentes de las capas de roca (estratos) y las predicciones de dichas capas. Esto muestra que nuestro modelo podría ser útil para probar y refinar reconstrucciones de paisajes pasados.
Nuestros paisajes pasados simulados están completamente integrados con los diversos procesos en juego, especialmente el sistema hidrológico, el movimiento del agua, lo que brinda una vista más sólida y detallada de la superficie de la Tierra.
Nuestro estudio revela más detalles sobre el papel que ha desempeñado la superficie de la Tierra en constante evolución en el movimiento de sedimentos desde las cimas de las montañas hasta las cuencas oceánicas, regulando en última instancia el ciclo del carbono y las fluctuaciones climáticas de la Tierra a lo largo del tiempo.
A medida que exploremos estos resultados junto con el registro geológico, podremos responder preguntas de larga data sobre varias características cruciales del sistema de la Tierra, incluida la forma en que nuestro planeta recicla los nutrientes y ha dado lugar a la vida tal como la conocemos.
tristán sallesProfesor titular, universidad de sydney
Este artículo se vuelve a publicar de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.