Древние египтяне считали реку Нил источником всей жизни. Устойчивый северный путь реки питал плодородные долины северо-восточной Африки в течение миллионов лет и тем самым определял курс человеческой цивилизации.
Неизменный путь Нила, однако, был геологической загадкой, потому что долгоживущие реки обычно перемещаются с течением времени. Исследователи из Техасского университета в Остине раскрыли эту теорию, связав течение реки с движением горных пород в глубинах мантии Земли. В ходе своего исследования они обнаружили, что вечная река намного старше, чем кто-либо предполагал, а ученые оценили возраст Нила в 30 миллионов лет - примерно в шесть раз больше, чем считалось ранее.
Исследование, опубликованное 11 ноября в журнале Nature Geoscience, показало, что если бы не движение мантии, удерживающее течение реки на правильном курсе, Нил давно бы повернул на запад, вероятно, изменив курс история вместе с ним.
«Один из больших вопросов о Ниле - это когда он возник и почему он существует так долго», - сказал ведущий автор Клаудио Факсенна, профессор Школы наук о Земле Джексона при Техасском университете. «Наше решение на самом деле довольно интересное».
Результаты должны положить конец давнему спору о возрасте реки и предоставить доказательства того, что медленное движение глубокой мантии является одной из ключевых сил, формирующих ландшафт нашей Земли и геологические процессы. Мантия Земли состоит из твердой породы, которая течет как жидкость в течение длительных периодов времени. Подобно течениям в океане, разные участки мантии имеют разные схемы циркуляции.
В состав исследовательской группы входили ученые школы Джексона Петар Глисович, который в настоящее время является научным сотрудником Университета Квебека; и Торстен Беккер, профессор Школы Джексона и научный сотрудник Института геофизики Техасского университета, где Факсенна также является научным сотрудником. В число других участников входят исследователи из Университета Флориды, Миланского университета Бикокка, Геологической службы Израиля и Еврейского университета в Иерусалиме.
В статье исследователи связали наклонный характер топографии Нила с конвейерной лентой мантийных пород, выталкивающих Эфиопское нагорье на юге и опускающих поверхность на севере. Пологий уклон Нила от начала до конца удерживает Нил на постоянном курсе на север.
Исследование включало в себя отслеживание геологической истории Нила путем изучения древних вулканических пород в Эфиопском нагорье и сопоставления их с огромными отложениями речных отложений, погребенных под дельте Нила. Это подсказало исследователям, что после резкого подъема Эфиопское нагорье оставалось на одной и той же высоте в течение миллионов лет, что исследователи связывают с поддержкой мантийной породы снизу.
«Мы знаем, что высокий рельеф Эфиопского плато сформировался около 30 миллионов лет назад», - сказал Беккер.
До сих пор, однако, было непонятно, как такая топография сохраняется так долго.
Команда подтвердила свои выводы с помощью компьютерного моделирования, которое воссоздало 40 миллионов лет тектонической активности земных плит.
Модель показала прибытие горячего шлейфа мантии, который, вероятно, привел к излиянию лавы, сформировавшей Эфиопское нагорье, и активизировал конвейерную ленту в мантии, которая существует и по сей день. Симуляция воспроизвела изменения в ландшафте почти точно так, как ожидали ученые, включая мелкие детали ландшафта, такие как бурные пороги, встречающиеся вдоль Нила.
Способность модели уточнять такие мелкие детали стала большим сюрпризом и важным открытием исследования, сказал Глисович.
"Я думаю, что эта техника дает нам то, чего у нас не было в прошлом", - сказал он.
Эрик Кирби, профессор Орегонского государственного университета и эксперт по поднятию ландшафтов, сказал, что сочетание разнообразных геологических данных с современным геофизическим моделированием было ключевым для исследования.
"Без какой-либо части вы не получили бы такого убедительного результата", - сказал Кирби, который не участвовал в исследовании.
Теперь команда надеется применить этот метод к другим рекам, таким как Янцзы и Конго. Исследование было поддержано НАСА и грантом Министерства образования, университетов и исследований правительства Италии.