Κρυφή διάβρωση...
Κρυφή διάβρωση: Μελέτη αποκαλύπτει ότι τα μαλακά ορεινά πετρώματα διαβρώνονται τρεις φορές πιο γρήγορα από τα σκληρά πετρώματα με επιπτώσεις στο κλίμα.
Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης, Άμχερστ, ανακάλυψε ότι τα πιο αδύναμα πετρώματα σε ορεινά τοπία διαβρώνονται τρεις φορές πιο γρήγορα από τα σκληρότερα πετρώματα -ακόμα και σε ομαλότερες πλαγιές- και είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά που διέπουν τη διάβρωση των βουνών. Το εύρημα αμφισβητεί επίσης την τρέχουσα κατανόησή μας για τη σχέση μεταξύ της διάβρωσης και της απελευθέρωσης διοξειδίου του άνθρακα και υποδηλώνει ότι οι γεωλόγοι και οι ατμοσφαιρικοί επιστήμονες μπορεί να υποτιμούν τη συμβολή του CO₂ που προέρχεται από τα βραχώδη μέρη της Γης.
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Science Advances , βασίζεται σε μια νέα τεχνική που βασίζεται σε κοινούς κόκκους χαλαζία, το σπάνιο ισότοπο βηρύλλιο-10 (γνωστό ως ¹⁰Be) και κοσμικές ακτίνες από εκρηκτικά αστέρια.
Οι κοσμικές ακτίνες αποκαλύπτουν ρυθμούς διάβρωσης
Κατά τη διάρκεια των σχεδόν 14 δισεκατομμυρίων ετών του σύμπαντος, αμέτρητα αστέρια έχουν εκραγεί και, όταν το κάνουν, εκτοξεύουν καταιγίδες κοσμικών θραυσμάτων με τη μορφή σωματιδίων υψηλής ενέργειας. Αυτά τα κοσμικά σωματίδια πέφτουν βροχή στη Γη για αμέτρητους αιώνες με σταθερό ρυθμό. Όταν τα σωματίδια διεισδύουν σε βράχους στην επιφάνεια, παράγεται ¹⁰Be μέσα στον χαλαζία. Για τέσσερις δεκαετίες, οι γεωλόγοι ήταν σε θέση να συλλέξουν αυτούς τους κόκκους χαλαζία από βράχους όπως ο γρανίτης και ο ψαμμίτης, στους οποίους οι κόκκοι χαλαζία είναι συγκριτικά μεγάλοι, για να δοκιμάσουν κάθε είδους υποθέσεις.
Αλλά σε πετρώματα όπου οι κόκκοι είναι πολύ λεπτοί, όπως ο σχιστόλιθος, η συμβατική τεχνική ¹⁰Be δεν έχει λειτουργήσει. Και αυτό έχει περιορίσει τις ικανότητες των γεωλόγων να εντοπίσουν με ακρίβεια πράγματα όπως οι ρυθμοί διάβρωσης σε ένα ευρύ φάσμα τύπων πετρωμάτων.
Κόκκοι χαλαζία που απομονώθηκαν από το ίζημα στο οποίο βρέθηκαν. Το επόμενο βήμα είναι η διάλυσή τους για την εξαγωγή και, τελικά, τη μέτρηση του βηρυλλίου-10 που περιέχουν. Από: Eyal Marder.
Δηλαδή, μέχρι που ο Marder και οι συνάδελφοί του ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο για τη συλλογή του σπάνιου ισοτόπου από τέτοια πετρώματα.
«Όταν κοιτάμε τοπία, βλέπουμε μόνο ένα στιγμιότυπο στο χρόνο», λέει ο Eyal Marder, μεταδιδακτορικός ερευνητής στις επιστήμες της γης, της γεωγραφίας και του κλίματος στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης στο Άμχερστ και κύριος συγγραφέας της νέας εργασίας.
Ωστόσο, οι ερευνητές θέλουν να κατανοήσουν πλήρως την γεωλογική ταινία από την αρχή μέχρι το τέλος, προκειμένου να κατανοήσουν τον κύκλο ζωής της γης. Ο Marder και η ομάδα του μελέτησαν την λεκάνη απορροής του Ανατολικού Ποταμού του Κολοράντο, η οποία αποστραγγίζει περίπου 465 τετραγωνικά χιλιόμετρα (180 τετραγωνικά μίλια) των νότιων βουνών Elk και West Elk - οδοντωτές κορυφές των οποίων το πιο διάσημο ορόσημο, το Crested Butte, θεωρείται ένα από τα κορυφαία χιονοδρομικά κέντρα των ΗΠΑ.
Η απόκρημνη αλπική τοπογραφία είναι αξιοσημείωτη για την ποικιλόμορφη γεωλογική της σύνθεση: ένα μείγμα απίστευτα ανθεκτικών πυριγενών πετρωμάτων και πολύ πιο αδύναμου σχιστόλιθου, που έχει αποτεθεί από ποτάμια αιώνες πριν.
Μοντελοποιημένη απόκριση τοπίου στη λιθολογική ετερογένεια.Από: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aei9275.
Ταχύτερη διάβρωση σε ομαλότερες πλαγιές
Η νέα τους τεχνική επέτρεψε στον Marder και την ομάδα του να κάνουν μερικές εκπληκτικές ανακαλύψεις. Όπως αναμενόταν, τα ασθενέστερα ιζηματογενή πετρώματα διαβρώνονται ταχύτερα από τα σκληρότερα πυριγενή. Αυτό που ήταν εκπληκτικό είναι το πόσο πιο γρήγορα διαβρώνονται.
«Η διαβρωσιμότητα του σχιστόλιθου είναι τριπλάσια από αυτή των σκληρότερων πετρωμάτων στην λεκάνη απορροής του Ανατολικού Ποταμού», λέει ο Marder.
Είναι τόσο γρήγορο που η αντίθεση με τα πετρώματα που διαβρώνονται πιο αργά μπορεί να παρατείνει τη διάβρωση του τοπίου για εκατομμύρια χρόνια. Αυτό σημαίνει επίσης ότι η ταχύτερη διάβρωση μπορεί να συμβεί όχι σε πιο απότομα, πιο ανθεκτικά μέρη των βουνών, αλλά μάλλον σε χαμηλότερα, συγκριτικά πιο ήπια, στρογγυλά, ιζηματογενή.
Αυτή η μετατόπιση σημαίνει ότι ο καλύτερος τρόπος για να αξιολογηθεί εάν ένα τοπίο έχει φτάσει σε ισορροπία δεν είναι μόνο με την οπτική μέτρηση της κλίσης του, αλλά και με την εκτίμηση των ρυθμών διάβρωσης από τις ποσότητες ¹⁰Be στα ιζήματα που μεταφέρονται από τα ρέματα που αποστραγγίζουν τις ορεινές περιοχές.
Οι εκπομπές ρύπων από τα βουνά ενδέχεται να υποεκτιμώνται.
Ο Marder και η ομάδα του έχουν επίσης αποκαλύψει ένα κομμάτι που λείπει από τα παγκόσμια κλιματικά μοντέλα. Οι γεωλόγοι αναγνωρίζουν ότι η αποσάθρωση διαφόρων ορυκτών στην επιφάνεια μπορεί είτε να απελευθερώσει είτε να απορροφήσει CO₂. Αλλά το γεγονός ότι σε ορεινά τοπία, ο σχιστόλιθος, ο οποίος απελευθερώνει CO₂ στην ατμόσφαιρα, διαβρώνεται ταχύτερα και σε μεγαλύτερο μέγεθος από τα διεισδυτικά πετρώματα, τα οποία απορροφούν CO₂ από την ατμόσφαιρα, σημαίνει ότι οι γεωλόγοι και οι ατμοσφαιρικοί επιστήμονες μπορεί να έχουν υποτιμήσει τη συμβολή του CO₂ που προέρχεται από τα βουνά.
«Ας κλιμακώσουμε την έρευνά μας από τα βουνά Elk και West Elk σε όλες τις ορεινές περιοχές του κόσμου και η σωστή μέτρηση των ρυθμών διάβρωσης και του αντίστοιχου αντίκτυπού τους στην απελευθέρωση CO₂ έχει σημαντικό αντίκτυπο σε όσα γνωρίζουμε για τους βιογεωχημικούς παγκόσμιους κύκλους και την κλιματική αλλαγή», λέει ο Marder. «Δώστε μας τον τύπο του πετρώματος και αρκετό χαλαζία για τις μετρήσεις του ¹⁰Be και μπορούμε να εκτιμήσουμε ποια επίδραση θα έχει στις εκπομπές CO₂ από χιλιάδες έως εκατομμύρια χρόνια».
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα phys.org
περισσότερα,
Eyal Marder et al., Bedrock erodibility governs transient erosion and CO2 release in alpine landscapes, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aei9275
Science Advances
https://phys.org/news/2026-10-hidden-erosion-reveals-soft-mountain.html#google_vignette
