Решение тайны речного формирования

речной

Посмотрите снаружи после того, как ливневый дождь и Вы можете найти миниатюрный Гранд-Каньон на Вашем заднем дворе, вместе со сложной сетью притоков. Точные условия, заставляющие реки всех размеров формировать отделения, долго были тайной; теперь, новое исследование точно определяет две противостоящих физических силы, сотрудничающие для производства запутанных образцов. Открытие могло помочь ученым лучше понять реки во всех весах и даже на потусторонних мирах; например, скованные льдом реки метана на Титане, одном из спутников Сатурна.Когда дождь обрушивается на наклоненную поверхность, как сторона горы или холма, это имеет тенденцию течь к существующим депрессиям.

Поток воды разрушает камень или почву, расширяясь и углубляя депрессии. Названный разрез, процесс является конкурентоспособным и даже несколько людоедским. Когда отдельные ручейки растут от разреза, они отлавливают меньших соседей, формируя притоки.

Можно было бы ожидать, что разрез распространится неопределенно, если неконтролируемый, но процесс, названный оползневой почвой, приглаживает по земле, заполняя трещины медленным, все же стабилизируйтесь, дрейф почвы.Ученые знали больше 100 лет, что эти процессы формируют реки, но они не были в состоянии определить количество своей относительной важности или выяснить, как они сотрудничают для создания речных бассейнов, точно ветвящихся в некоторых пейзажах, но не других, говорят Тейлор Перрон, geomorphologist в Массачусетском технологическом институте в Кембридже и ведущем авторе нового исследования. «Мы видели форму, но не поняли механизм, приводящий к развитию этой ветвящейся формы».Крыльцо и коллеги предположили, что определенное отношение между ставками разреза и оползневой почвы действует как «переломный момент» для создания речных отделений. Ниже того неизвестного значения они ожидали, что никакие притоки не сформируются, и что выше того значения, реки начали бы отлавливать меньшие реки и формировать сеть притоков.

Для испытания их гипотезы они сравнили Долину Салинас Калифорнии с Плато Allegheny в юго-западной Пенсильвании. В то время как каждые 25 km2 регионов содержат тысячи речных бассейнов, реки в Калифорнии четыре раза, так же точно ветвился как те в Пенсильвании. Никакой регион не сильно под влиянием ошибок и сгибов тектонической границы, Крыльцо говорит, позволяя бригаде сравнить разрез и оползневую почву без слишком большого вмешательства от других переменных.После картографирования речных сетей в каждом регионе бригада создала математическую модель, включавшую уравнения для оползневой почвы и разреза в речных каналах, окруженных поднятыми горными хребтами.

Они управляли моделью, чтобы видеть, могла ли бы она произвести те же ветвящиеся образцы, и она скоро идентифицировала определенное отношение между силами разреза и оползневой почвы, действовавшей как переломный момент или выключатель. Вне переломного момента — безразмерного значения между 250 и 300 — разрез отвергает оползневую почву, говорит Крыльцо. При наблюдении, что смоделированные реки идут кроме того, переломный момент в ускоренное геологическое время походит на лепестки наблюдения на цветке, который это открывает, он говорит: «Вы наблюдаете, что эти долины цветут, поскольку они снимают части с одной машины для ремонта других своих соседей».

Ниже того критического значения река сожмется назад к размеру ее соседей и в конечном счете потеряет свои притоки.Новый математический принцип, сообщил сегодня по своей природе, позволит ученым лучше оценивать основные силы на работе в речной системе, даже если они не могут измерения брать-земли, говорит Крыльцо. Запутанные сети притоков в Долине Салинас Калифорнии, например, указывают, что разрез добивается успеха по оползневой почве, он говорит — признак более мягкого камня и более высокие уровни стока в регионе, по сравнению с более старыми, более твердыми камнями Пенсильвании и более высокой водопроницаемостью в почву.

Такой анализ мог быть применен к намного более отдаленным рекам, он говорит: даже реки метана на Титане, спутнике Сатурна. Это также поднимает интересные вопросы: В пейзаже, сделанном изо льда, он спрашивает, «Что аналог к оползневой почве?»

Много аспектов реальных пейзажей, таких как сезонные разновидности во время ливня, переломов камня и различий в типе камня и силе преднамеренно упущены из модели, примечаний Крыльца. Эта простота является и силой и ограничением исследования, говорят Джоэл Джонсон, geomorphologist в университете Техаса, Остина.

Он предполагает, что новые результаты, которые он описывает как «изящные», могли обеспечить базисную линию, с которой могли быть сравнены более сложные пейзажи. «Будущая работа должна посмотреть на отклонения от идеализированных пейзажей, исследуемых здесь».


TCNMS.RU