science >> Wetenschap >  >> Natuur

Erosie van de Himalaya geregeerd door tektonische bewegingen, de effecten van klimaatverandering op landschapsvorming beperken

De majestueuze piramide van Machapuchare (Fish Tail) domineert de beboste heuvels van de Kleine Himalaya vanaf zijn hoogte van 7, 000 meter. Krediet:Jérôme Lavé

Onderzoekers van Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques (CNRS / Universiteit van Lotharingen), in samenwerking met CEREGE hebben aangetoond dat erosie in de Himalaya voornamelijk wordt beheerst door tektonische bewegingen, die de impact van klimaatverandering op de vorming van Himalaya-landschappen zou beperken. Hun studie werd gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen op 1 juni 2020.

De Himalaya biedt spectaculaire landschappen en presenteert zowel de hoogste toppen als de diepste valleien ter wereld. Dit gebergte is gevormd sinds de Indiase en Euraziatische platen begonnen te botsen. Daar, de Indiase moesson produceert intense seizoensneerslag, en gletsjers bedekken de landschappen op hoogten hoger dan 5, 000 meter. Aangezien deze klimatologische omstandigheden worden gecombineerd met actieve tektonische opheffing, dynamische rivieren en gletsjers veroorzaken extreme erosie in de Himalaya. Tijdens het Kwartair (0-2,6 Ma), klimatologische en glaciale cycli ontwikkeld, gletsjers rukten regelmatig op en trokken zich terug, en rivierafvoer fluctueerde op dezelfde manier. Dus, het vermogen van rivieren en gletsjers om te eroderen kan variëren, die, beurtelings, kan de snelheid van erosie van de landschappen hebben beïnvloed. Gletsjers waren gemiddeld veel uitgebreider tijdens het Kwartair dan in voorgaande perioden. De toename van de ijstijd zou hebben geleid tot een sterke toename van erosie in bergketens. Maar in de Himalaya, aardbevingen, aardverschuivingen en rivierincisies wissen snel de markeringen van glaciale opmars en terugtrekkingen uit, en er zijn nog maar weinig aanwijzingen om deze hypothesen te valideren.

Onderzoekers begonnen de studie van deze erosie door in 2015 een onderwaterboring uit te voeren, geïnitieerd door C. France-Lanord (CRPG), in samenwerking met de Universiteit van Bremen (Duitsland). De monsters werden vervolgens geanalyseerd door CRPG- en CEREGE-onderzoekers als onderdeel van het proefschrift van Sébastien Lénard, promovendus aan de CRPG. Om vroegere erosiesnelheden te bepalen, deze onderzoekers maten de concentratie beryllium 10 (10Be) die zich ophoopte in de kwartskristallen waaruit deze sedimenten bestaan. Als een kosmogeen nuclide, 10Be is een nuclide die wordt geproduceerd tijdens de nucleaire interactie tussen hoogenergetische deeltjes van kosmische straling en de atomen van de mineralen van gesteenten dicht bij het aardoppervlak. Omdat deeltjes van kosmische straling zeer effectief worden verzwakt door materie, de productie van deze nucliden in mineralen is direct afhankelijk van de diepte van gesteenten onder het aardoppervlak.

Bijvoorbeeld, op 40 cm onder het oppervlak, de productie van 10Be is de helft van de productie voor een mineraal aan de oppervlakte. Wanneer een berghelling of bodem geërodeerd is, een rots die zich aanvankelijk een paar meter onder de grond bevond, nadert het oppervlak en accumuleert kosmogene nucliden in zijn mineralen. Deze accumulatie hangt direct af van de snelheid van erosie van het oppervlak:voor een snel eroderend oppervlak, de rots nadert snel het oppervlak, en zijn mineralen hebben geen tijd om een ​​hoge concentratie van 10Be te accumuleren. Met behulp van deze eigenschap, aardwetenschappers krijgen een relatief direct hulpmiddel om erosiesnelheden te schatten.

Zeer met sediment beladen Himalaya-rivier na een intense moessonregenval (Khudi-rivier in centraal Nepal). Credit:Maarten Lupker

Onverwacht, gedurende de afgelopen zes miljoen jaar, de erosiesnelheden liggen gemiddeld zeer dicht bij de moderne erosiesnelheden in de Himalaya, ongeveer 1 mm/jaar. Ze vertonen noch een stijgende noch een dalende trend bij de Quartaire transitie, ondanks de duidelijke toename van de gletsjeruitbreiding en glaciale erosie in de Himalaya sinds deze overgang. Deze resultaten suggereren dat tektonische bewegingen een grote invloed hebben op erosie in de Himalaya, en dat klimaatveranderingen slechts een beperkte invloed zouden hebben op de vorming van de Himalaya-landschappen.