Каменные лавины и потоки начали формировать V-образные долины в швейцарских Альпах примерно 25 миллионов лет назад. Этот пейзаж контрастирует с плоским и холмистым пейзажем, который характеризовал Альпы несколько миллионов лет назад. Геологи из Бернского университета применили цифровые технологии, чтобы разгадать эти изменения в эволюции ландшафта. Они проанализировали литифицированные реки Центральной Швейцарии возрастом от 30 до 25 миллионов лет и получили подробную картину эволюции Альп за короткий промежуток времени.
Современная форма Альп с крутыми V-образными долинами и потоками формировалась в течение примерно пяти миллионов лет. Этот промежуток времени может показаться очень большим, но для геологов он составляет несколько секунд. Это стало основным результатом исследования Филиппоса Гарефалакиса и Фрица Шлюнеггера из Бернского университета в Швейцарии, которые проанализировали тысячи камешков на горе Риги, расположенной в Центральной Швейцарии. Эта гора, которую Гёте считал королевой гор из-за ее захватывающего вида, состоит из литифицированных рек с галькой. Эти породы были перенесены альпийскими реками в геологическом прошлом, и они документируют подъем Альп и связанное с этим изменение ландшафта. Ученые выяснили, что Центральные швейцарские Альпы превратились из склонов холмов и равнин британского типа в суровый регион с потоками и глубокими ущельями. Результаты их исследования были недавно опубликованы Nature-Group в Scientific Reports.
От лугов до альпийских пейзажей
30 миллионов лет назад истоки альпийских рек располагались на плато с пологими склонами холмов, подобно тому, что мы сейчас находим в Великобритании.«Неторопливые ручьи отложили тонны гальки, в результате чего образовался стек из тысяч литифицированных рек, называемых конгломератами», - объясняет Филиппос Гарефалакис, старший автор опубликованной статьи. «Соответственно, каждое русло представляет собой отложения реки в геологические времена». Филиппос и его команда проанализировали слой за слоем и тысячи камешков от основания до вершины горы Риги. Изменения удивили ученого. «Отложения возрастом 30 миллионов лет у подножия горы Риги содержат гальку размером с яблоко, а ручьи были глубиной 2-4 метра. На вершине горного хребта отложения возрастом 25 миллионов лет обнажают валуны. размером с футбольный мяч, а потоки были менее 1 метра в глубину». Альпийские ручьи, должно быть, набрали силу и приспособились к хаотичному течению.
Драматическая эволюция
«Перемены в альпийском ландшафте, должно быть, были резкими и быстрыми», - объясняет Филиппос и смотрит в сторону Альп, которые хорошо видны из Берна в такой солнечный день.«Камни величиной с футбольный мяч могут быть унесены сильными потоками только во время паводков». Эти процессы типичны для крутых ландшафтов, где каменные лавины и оползни поставляют большие объемы валунов и материала. Таким образом, Альпы имели свою нынешнюю форму еще 25 миллионов лет назад. Однако 30 миллионов лет назад ситуация была иной. Ручьи были гладкими и брали свои истоки в сельской местности с лугами, характерными для Альп того времени. «Эти изменения произошли, когда Альпы начали подниматься и становиться круче, что произошло - по геологическим меркам - за короткий промежуток времени».
Применение цифровых технологий
Инженеры раскрыли количественную зависимость между размером гравия в реках и силой потока. «Мы можем применить те же концепции к речным отложениям геологического прошлого, но нам нужно измерить размер тысяч камешков», - говорит Филиппос. Это стало возможным только благодаря компьютерным технологиям, позволяющим измерять большое количество камешков на цифровых фотографиях. Эта новая технология была впервые применена к горным породам и даст новое представление о наших потоках на Земле в геологическом прошлом.