Η άνοδος της φυτικής ζωής άλλαξε τον τρόπο με τον οποίο κινούνται τα ποτάμια
Μια άποψη της εποχιακής ροής στο Shoshone Creek – ένα ρέμα χωρίς βλάστηση στη Νεβάδα. (Από: M. Hasson και M. Lapôtre). Η άνοδος της φυτικής ζωής άλλαξε τον τρόπο με τον οποίο κινούνται τα ποτάμια, δείχνει μελέτη του Στάνφορντ.
Μια νέα μελέτη αμφισβητεί την άποψη που υπάρχει εδώ και δεκαετίες ότι η άνοδος των χερσαίων φυτών πριν από μισό δισεκατομμύριο χρόνια άλλαξε δραματικά τα σχήματα των ποταμών.
Τα ποτάμια γενικά διακρίνονται σε δύο τύπους: πλεγμένα, όπου πολλαπλά κανάλια ρέουν γύρω από αμμώδεις ραβδώσεις, και ελικοειδείς, όπου ένα μόνο κανάλι κόβει καμπύλες σε σχήμα S σε ένα τοπίο. Οι γεωλόγοι πίστευαν εδώ και καιρό ότι πριν από τη βλάστηση, τα ποτάμια έρεαν κυρίως σε πλεγμένα μοτίβα, σχηματίζοντας ελικοειδείς μορφές μόνο αφού η φυτική ζωή ρίζωσε και σταθεροποίησε τις όχθες του ποταμού.
Η νέα μελέτη, η οποία θα δημοσιευτεί στο διαδίκτυο από το περιοδικό Science την Πέμπτη 21 Αυγούστου 2025, υποδηλώνει ότι η θεωρία με τα πλεγμένα ποτάμια που κυριάρχησαν τα πρώτα 4 δισεκατομμύρια χρόνια της ιστορίας της Γης βασίζεται σε μια εσφαλμένη ερμηνεία του γεωλογικού αρχείου. Η έρευνα καταδεικνύει ότι τα ποτάμια χωρίς βλάστηση που σχηματίζουν ελικοειδείς κυματισμούς μπορούν να αφήσουν ιζηματογενείς αποθέσεις που μοιάζουν παραπλανητικά με εκείνες των πλεγμένων ποταμών. Αυτή η διάκριση είναι κρίσιμη για την κατανόηση της πρώιμης οικολογίας και του κλίματος της Γης, καθώς ο τύπος ενός ποταμού καθορίζει για πόσο καιρό αποθηκεύονται τα ιζήματα, ο άνθρακας και τα θρεπτικά συστατικά στις πλημμυρικές πεδιάδες.
«Με τη μελέτη μας, αντικρούουμε την ευρέως αποδεκτή ιστορία για το πώς έμοιαζαν τα τοπία όταν η φυτική ζωή εξελίχθηκε για πρώτη φορά στην ξηρά», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Michael Hasson , διδακτορικός φοιτητής στο εργαστήριο του Mathieu Lapôtre στη Σχολή Βιωσιμότητας Stanford Doerr . «Ξαναγράφουμε την ιστορία της αλληλένδετης σχέσης μεταξύ φυτών και ποταμών, η οποία αποτελεί μια σημαντική αναθεώρηση της κατανόησής μας για την ιστορία της Γης».
Οι λασπώδεις πλημμυρικές πεδιάδες των ελικοειδών ποταμών - δυναμικά οικοσυστήματα που δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια χιλιάδων ετών από την υπερχείλιση των ποταμών - συγκαταλέγονται στις πιο άφθονες μη θαλάσσιες δεξαμενές άνθρακα στον πλανήτη. Τα επίπεδα άνθρακα στην ατμόσφαιρα, με τη μορφή διοξειδίου του άνθρακα, λειτουργούν ως θερμοστάτης της Γης, ρυθμίζοντας τη θερμοκρασία σε τεράστια χρονικά διαστήματα. Ο ακριβής προϋπολογισμός για τις κρύπτες άνθρακα που δημιουργούνται από τους ελικοειδείς ποταμούς θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατασκευάσουν πιο ολοκληρωμένα μοντέλα του αρχαίου και μελλοντικού κλίματος της Γης.
«Οι πλημμυρικές πεδιάδες παίζουν σημαντικό ρόλο στον καθορισμό του πώς, πότε και εάν ο άνθρακας θάβεται ή απελευθερώνεται πίσω στην ατμόσφαιρα», δήλωσε ο Hasson. «Με βάση αυτή την εργασία, υποστηρίζουμε ότι η αποθήκευση άνθρακα στις πλημμυρικές πεδιάδες θα ήταν συνηθισμένη για πολύ περισσότερο καιρό από το κλασικό παράδειγμα που υποθέτει ότι οι ελικοειδείς ποταμοί εμφανίζονταν μόνο τα τελευταία εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια».
Όπου ρέει το ποτάμι
Για να μετρήσουν την επίδραση της βλάστησης στα μοτίβα των ποταμών, οι ερευνητές εξέτασαν δορυφορικές εικόνες περίπου 4.500 στροφών σε 49 σημερινούς ελικοειδείς ποταμούς. Περίπου οι μισοί ποταμοί δεν είχαν βλάστηση και οι άλλοι μισοί ήταν πυκνά ή μερικώς καλυμμένοι με βλάστηση.
Οι ερευνητές εστίασαν στις σημειακές ράβδους - τις αμμώδεις γεωμορφές που αναπτύσσονται στις εσωτερικές καμπύλες των ελικοειδών ποταμών καθώς η ροή του νερού εναποθέτει ιζήματα. Σε αντίθεση με τις αμμώδεις ράβδους που σχηματίζονται στη μέση των πλεγμένων ποταμών, οι σημειακές ράβδοι τείνουν να μεταναστεύουν πλευρικά μακριά από τα κέντρα των ποταμών. Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η μετανάστευση συμβάλλει στα χαρακτηριστικά ελικοειδείς σχήματα καναλιών των ποταμών.
Αναγνωρίζοντας ότι αυτές οι αμμώδεις ράβδοι σχηματίζονται σε διαφορετικά σημεία με βάση το στυλ του ποταμού, οι γεωλόγοι εδώ και δεκαετίες μετρούν την τροχιά των ράβδων στο αρχείο πετρωμάτων για να αποκαλύψουν αρχαία μονοπάτια ποταμών. Τα πετρώματα, συνήθως από ψαμμίτες και λασπόλιθους, παρέχουν στοιχεία για αποκλίνοντα στυλ ποταμών, επειδή το καθένα εναποθέτει διαφορετικά είδη και ποσότητες ιζημάτων που σχηματίζουν βράχους, δίνοντας στους γεωλόγους ενδείξεις για την ανακατασκευή γεωμετριών ποταμών σε προηγούμενα χρόνια. Εάν οι ψαμμίτες παρουσίασαν μικρή διακύμανση στη γωνία μετατόπισης των ράβδων, οι γεωλόγοι ερμήνευσαν τις ράβδους ως κινούμενες κατάντη και, ως εκ τούτου, ότι ένα πλεγμένο ποτάμι δημιούργησε τις αποθέσεις.
Χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνική, οι γεωλόγοι είχαν παρατηρήσει ότι τα ποτάμια άλλαζαν τον τρόπο που συμπεριφέρονταν περίπου την εποχή που τα φυτά εξελίχθηκαν για πρώτη φορά στη Γη. Αυτή η παρατήρηση οδήγησε στο συμπέρασμα ότι τα χερσαία φυτά έκαναν δυνατή την περιπλάνηση των ποταμών, για παράδειγμα παγιδεύοντας ιζήματα και σταθεροποιώντας τις όχθες των ποταμών.
«Στην εργασία μας, δείχνουμε ότι αυτό το συμπέρασμα - το οποίο διδάσκεται σε όλα τα προγράμματα σπουδών γεωλογίας μέχρι σήμερα - είναι πιθανότατα λανθασμένο», δήλωσε ο Lapôtre, κύριος συγγραφέας της εργασίας και επίκουρος καθηγητής γήινων και πλανητικών επιστημών στη Σχολή Βιωσιμότητας Doerr.
Εξετάζοντας τα σύγχρονα ποτάμια με ένα ευρύ φάσμα βλάστησης, οι ερευνητές έδειξαν ότι τα φυτά αλλάζουν σταθερά την κατεύθυνση της μετανάστευσης των σημειακών ράβδων. Συγκεκριμένα, απουσία βλάστησης, οι σημειακές ράβδοι τείνουν να μεταναστεύουν κατάντη - όπως συμβαίνει με τις ράβδους στο μέσο του καναλιού σε πλεγμένα ποτάμια.
«Με άλλα λόγια, δείχνουμε ότι, αν κάποιος χρησιμοποιούσε το ίδιο κριτήριο που χρησιμοποιούν οι γεωλόγοι σε αρχαία πετρώματα σε σύγχρονα ποτάμια, τα ελικοειδή ποτάμια θα κατηγοριοποιούνταν λανθασμένα ως πλεγμένα ποτάμια», δήλωσε ο Λαπότρ.
Ποτάμια με την πάροδο του χρόνου
Τα ευρήματα προσφέρουν ένα προκλητικό νέο παράθυρο στους περασμένους αιώνες της Γης, ανατρέποντας τη συμβατική εικόνα για το πώς τα ποτάμια έχουν σμιλεύσει τις ηπείρους. Εάν όντως οι πλημμυρικές πεδιάδες με άνθρακα σχηματίστηκαν πολύ πιο εκτενώς στην ιστορία, οι επιστήμονες ίσως χρειαστεί να αναθεωρήσουν μοντέλα σημαντικών φυσικών κλιματικών διακυμάνσεων με την πάροδο του χρόνου, με επιπτώσεις στην κατανόησή μας για τη συνεχιζόμενη κλιματική αλλαγή.
«Η κατανόηση του πώς ο πλανήτης μας θα αντιδράσει στην ανθρωπογενή κλιματική αλλαγή εξαρτάται από το να έχουμε μια ακριβή γραμμή βάσης για το πώς έχει αντιδράσει σε προηγούμενες διαταραχές», δήλωσε ο Χάσον. «Το αρχείο πετρωμάτων παρέχει αυτή τη γραμμή βάσης, αλλά είναι χρήσιμο μόνο αν το ερμηνεύσουμε με ακρίβεια».
«Υποστηρίζουμε ότι ένας σημαντικός έλεγχος στον κύκλο του άνθρακα - πού αποθηκεύεται ο άνθρακας και για πόσο χρονικό διάστημα, λόγω του τύπου του ποταμού και της δημιουργίας πλημμυρικών πεδιάδων - δεν έχει κατανοηθεί πλήρως», είπε. «Η μελέτη μας δείχνει τώρα τον δρόμο για καλύτερες αξιολογήσεις».
Επιπλέον, συν-συγγραφείς προέρχονται από το Πανεπιστήμιο της Πάδοβα και το Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας.
https://www.eurekalert.org/news-releases/1095115