In de afgelopen eeuw is wetenschappers hebben geworsteld met een slepende vraag in de geologie:waarom blijven de structuur en hoogte van sommige bergen evolueren lang nadat de tektonische krachten die ze hebben gevormd, ophouden?

Met behulp van een nieuw model om de onderstromen van berglandschappen te verkennen, Assistent-professor Sean Gallen van de Colorado State University ontdekte dat er een eb en vloed van activiteit is in deze bergen, zelfs op plaatsen die tektonisch inactief zijn of voorbij het punt van "bouwen" van de bergen.

Gallens studie, die pieken analyseerde in twee van de meest bezochte nationale parken in de Verenigde Staten, de Blue Ridge Parkway en de Great Smoky Mountains, maakt een einde aan een eeuwenoud debat over de westelijke loop van de Tennessee River.

Op basis van de bevindingen, Gallen zei dat dit riviersysteem ongeveer 10 miljoen jaar geleden is omgeleid van een meer directe zuidelijke route naar de Golf van Mexico. De reorganisatie van de rivier is terug te voeren op erosie en wordt weerspiegeld in het DNA van vissen en salamanders in de waterweg. Dit suggereert een verband tussen de dynamiek van het berglandschap en de evolutie en diversiteit van aquatische soorten.

De studie, "Lithologische controles op landschapsdynamiek en evolutie van aquatische soorten in post-orogene bergen, " werd onlangs online gepubliceerd in Aardse en planetaire wetenschapsbrieven .

Berglandschappen blijven miljoenen jaren actief

traditioneel, wetenschappers dachten dat ruig bergachtig terrein langzaam en gestaag wordt afgesleten tot een plat oppervlak wanneer een tektonische episode eindigt. Maar Gallen ontdekte dat berglandschappen behoorlijk actief zijn door variaties in de sterkte van de onderliggende rots.

Hij gebruikte modelleringstechnieken om de impact van de erosie van harder gesteente in deze nationale parken bloot te leggen. Gallen ontdekte dat wanneer hardere rotsen eroderen, het blootstellen van zachtere oppervlakken, watervallen vormen zich bij geologische contacten.

"Dit verhoogt de erosiesnelheden en verjongt het landschap, " Gallen, een onderzoeker bij de afdeling Geowetenschappen, uitgelegd. En wanneer de watervallen hun weg banen naar een waterscheiding, de kloof zal migreren in de richting van de lagere erosiesnelheid.

"Dit heeft een cascade-effect, het verbeteren van de erosiesnelheden van één bekken, maar, in de andere, die tarieven verlagen, " hij legde uit.

'De rivier is blij'

Gallen zei dat deze nieuwe bevinding het lange en kronkelende pad van het Tennessee River-systeem helpt verklaren, die uit de Appalachen stroomt en een abrupte wending neemt naar het westen van Noord-Carolina en het oosten van Tennessee. De rivier komt dan samen met de Ohio-rivier en mondt uit in de rivier de Mississippi.

"Dit is een van die onregelmatige kenmerken waar mensen nieuwsgierig naar zijn, ' zei Gallen. 'Het is ongewoon om een ​​rivier deze lange weg te zien nemen. Er is iets gebeurd; het stroomde vroeger rechtstreeks naar het zuiden."

De wetenschapper vond ook geologisch bewijs in het bovenste stroomgebied van een relatief recente omleiding van de loop van de rivier - verspreiding van sediment in de Golf van Mexico.

"Ook al is het een langere reisafstand, met de moderne configuratie en steensoorten, het is de weg van de minste weerstand, "zei hij. "De rivier is 'gelukkig' in deze positie."

Op basis van zijn analyse, Gallen werkt nu samen met biologen en andere wetenschappers om dieper in te gaan op wat hij heeft ontdekt.

"Dit debat over de Appalachen is al gaande sinds 1894, " zei hij. "Ik ben het meest geïnteresseerd in het blootleggen van wat deze verstoringen heeft veroorzaakt."

Biodiversiteit van de Tennessee River

Het stroomgebied van de Tennessee River heeft de grootste diversiteit aan zoetwatervissen in een gematigd klimaat ter wereld. Buiten de tropen, het is een zeer belangrijke plaats om biodiversiteit te bestuderen, en onderzoekers hebben het DNA geanalyseerd van kleine minnows die daar bekend staan ​​als darters. Het is goed gedocumenteerd in de biologie, maar niet begrepen, dat 10 miljoen jaar geleden, er was een piek in divergentie van deze soort, samen met een aantal andere aquatische soorten. Gallen zei dat het mogelijk is dat de watervallen als barrières fungeren; vissen kunnen de waterval afdalen, maar kunnen niet stroomopwaarts teruggaan. Dit zou kunnen helpen verklaren waarom er zoveel verschillende geslachten van deze soorten zijn, overuren.