Подумайте об этом как о геологической тайне: на протяжении десятилетий ученые знали, что около 25 000 лет назад массивный ледяной щит простирался, чтобы покрыть большую часть Канады и большую часть северо-востока Соединенных Штатов, но что сложнее было определить, как - и особенно как быстро - он достиг своего окончательного размера.
Одним из ключей к разгадке этой тайны, по словам Тамары Пико, может быть река Гудзон.
Аспирант, работающий в группе Джерри Митровицы, профессора наук Фрэнка Б. Бэрда-младшего, Пико является ведущим автором исследования, в котором оценивается движение ледников путем изучения веса ледяного щита. изменили топографию и привели к изменению русла реки. Исследование описано в статье, опубликованной в журнале Geology за июль 2018 года.
«Река Гудзон несколько раз меняла русло за последний миллион лет», - сказал Пико. «В последний раз это было около 30 000 лет назад, как раз перед последним ледниковым максимумом, когда оно двигалось на восток.
"Этот родовой канал был датирован и нанесен на карту… и то, как ледяной щит соединяется с ним, так это то, что по мере своего роста он нагружает кору, на которой он сидит. Земля похожа на тесто для хлеба в этих временных масштабах, так как он вдавливается под ледяной щит, область вокруг него выпячивается вверх - на самом деле, мы называем это периферийным выпячиванием. Гудзон сидит на этом выступе, и, поскольку он поднимается и наклоняется, река может быть вынуждена измениться направления"
Чтобы разработать систему, которая могла бы связать рост ледяного щита с изменениями направления движения Гудзона, Пико начал с модели деформации Земли в ответ на различные нагрузки.
«Итак, мы можем сказать, что если над Канадой есть ледяной щит, я могу предсказать, что земля в Нью-Йорке поднимется на X много метров», - сказала она.«Что мы сделали, так это создали ряд различных ледовых историй, которые показывают, как мог расти ледяной щит, каждая из которых предсказывает определенную модель подъема, а затем мы можем смоделировать, как река могла развиваться в ответ на этот апвеллинг».
Конечным результатом, по словам Пико, стала модель, которая впервые может использовать изменения природных особенностей ландшафта для измерения роста ледяных щитов.
«Впервые исследование использовало изменение направления реки, чтобы понять, какая ледовая история наиболее вероятна», - сказала она. «Существует очень мало данных о том, как рос ледяной щит, потому что, когда он растет, он действует как бульдозер и счищает все до краев. У нас есть много информации о том, как лед отступает, потому что он откладывает обломки, когда тает обратно, но мы не получаем такие записи, так как лед наступает."
То немногое, что есть у ученых о том, как рос ледяной щит, по словам Пико, получено из данных об уровне моря в течение этого периода и предполагает, что ледяной щит над Канадой, особенно в восточной части страны, оставался относительно небольшой в течение длительного периода времени, затем внезапно начал быстро расти.
«В некотором смысле это исследование мотивировано этим, потому что оно спрашивает, можем ли мы использовать доказательства изменения направления реки… чтобы проверить, быстро или медленно рос ледяной щит», - сказала она. «Мы можем задать этот вопрос только потому, что эти области никогда не были покрыты льдом, поэтому эта запись сохранилась. Мы можем использовать свидетельства в ландшафте и реках, чтобы сказать что-то о ледяном щите, хотя эта область никогда не была покрыта льдом."
Хотя исследование предлагает веские убедительные доказательства того, что метод работает, Пико сказал, что предстоит еще много работы, чтобы подтвердить достоверность результатов.
«Это делается впервые, поэтому нам нужно проделать дополнительную работу, чтобы изучить, как река реагирует на такой тип подъема, и понять, что мы должны искать в ландшафте», - сказала она. «Но я думаю, что это чрезвычайно интересно, потому что мы так ограничены в том, что знаем о ледяных щитах до последнего ледникового максимума. Мы не знаем, как быстро они росли. Если мы этого не знаем, мы не знаем, насколько они стабильны.
Двигаясь вперед, Пико сказала, что она работает над применением этой техники к нескольким другим рекам восточного побережья, включая реки Делавэр, Потомак и Саскуэханна, все из которых демонстрируют признаки быстрых изменений в тот же период.
«Есть некоторые свидетельства того, что реки испытали очень необычные изменения, которые, несомненно, связаны с этим процессом», - сказала она. «Делавэр, возможно, на самом деле изменил склон, а Потомак и Саскуэханна демонстрируют значительное усиление эрозии в некоторых районах, что позволяет предположить, что вода двигалась намного быстрее».
В долгосрочной перспективе, по словам Пико, исследование может помочь исследователям пересмотреть свое понимание того, как быстро может измениться ландшафт и как на это реагируют реки и другие природные объекты.
«Для меня эта работа связана с попыткой связать свидетельства на суше с историей оледенения, чтобы показать сообществу, что этот процесс - то, что мы называем изостатической адаптацией ледников - действительно может влиять на реки», - сказал Пико.«Люди чаще всего думают о реках как о стабильных элементах ландшафта, которые остаются неизменными в течение очень долгого времени, в течение миллионов лет, но мы можем показать, что эти эффекты ледникового периода могут изменить ландшафт в тысячелетних масштабах времени - ледяной щит растет, Земля деформируется, и реки откликаются."