Een nieuwe studie van U of T Mississauga aardwetenschappelijke onderzoekers onthult verrassende nieuwe informatie over hoe krachtige winden het landschap vormen in een afgelegen deel van het Andesgebergte.

De studie is in tegenspraak met eerder gehouden theorieën over de site in het noordwesten van Argentinië, en geeft een beter inzicht in klimaatgerelateerde erosie op lange termijn in andere winderige plaatsen, inclusief het oppervlak van Mars.

Tektonische geomorfoloog Mitchell McMillan en universitair hoofddocent chemische en fysische wetenschappen Lindsay Schoenbohm bestuderen hoe tektonische krachten zoals aardbevingen en vulkaanuitbarstingen interageren met klimatologische krachten zoals wind en water om het aardse landschap op te bouwen of weg te smeren.

McMillan, wie is een Ph.D. student bij Schoenbohm's lab, zat te staren over satellietbeelden, op zoek naar interessante landvormen om te onderzoeken, toen hij beelden zag van de Salina del Fraile, een kleine depressie in het landschap in het noordwesten van Argentinië.

"Ik zag een vreemd uitziende landvorm die ik eerst niet begreep, " zegt McMillan, die nieuwsgierig was om meer te weten over wat de ondiepe depressie in de rode aarde van het Puna-plateau vormde.

Het Salina del Fraile-bekken van 420 vierkante kilometer zakt ongeveer twee kilometer onder het oppervlak van het plateau, waar het Marsachtige woestijnoppervlak is bedekt met kleine, dicht opeengepakte rode kiezelstenen werden schoongeveegd door de onophoudelijke windvlagen uit het noordwesten.

Geologen hadden eerder getheoretiseerd dat het Salina del Fraile-bekken werd gevormd toen een breuk het oppervlak van het plateau verschoof, maar weinigen hadden de afgelegen plek bezocht, die bijna twee dagen rijden van de dichtstbijzijnde stad ligt.

"Het is opwindend om iets te zien waar maar een paar - of geen enkele - geologen eerder naar hebben gekeken, "Zegt McMillan. "Om daarheen te gaan om gegevens te onderzoeken en te verzamelen en te proberen erachter te komen, is erg leuk."

McMillan en Schoenbohm veronderstelden dat het bassin zou kunnen zijn ontstaan ​​door een fout, of afwisselend door watererosie. Tijdens verschillende reizen naar het veld, ze doorkruisten het bassin te voet, maar waren verrast geen bewijs te vinden om beide theorieën te ondersteunen.

"De vorm van de depressie is bijna precies wat je zou verwachten als het werd afgebroken, " zegt McMillan. "We verwachtten fouten te vinden, maar het was er zeker niet."

Er was geen bewijs van erosie door rivieren of gletsjers, of, wat de onderzoekers ertoe bracht te concluderen dat een andere kracht het bassin had gevormd.

"We moesten het windidee serieuzer nemen."

McMillan beschreef de zomerwinden op het Puna-plateau als meedogenloos. "Het is iets tussen vervelend en beklemmend, "zegt hij. "Het is een constant hard geluid in je oren." De windstoten uit het noordwesten bekogelen de onderzoekers met kiezelstenen en kunnen zandstormen veroorzaken die sterk genoeg zijn om de voorruit van een vrachtwagen te kraken.

Met dat in gedachten, de onderzoekers keken naar de interactie van de wind met de unieke geologie van het Puna-plateau.

Miljoenen jaren geleden, de tektonische verschuivingen die het Andesgebergte creëerden, vouwden ook de bovenste korst van het plateau, een laag fijnkorrelig gesteente naar de oppervlakte brengen dat gemakkelijk in de wind erodeert.

"We denken dat het vouwen heeft geleid tot het schuren van deze grote depressie, " hij zegt.

De wind uit het noordwesten zandstraalde de rots, geleidelijk het bassin uithollen in een proces dat tussen 17 en acht miljoen jaar geleden begon.

Mitchell en Schoenbohm keken naar een lijn van witte vulkanische as die de Salina del Fraile ongeveer 100 meter boven de huidige bodem van het bassin omringt, die een marker biedt die het onderzoeksteam helpt het begin en de voortgang van de erosie te dateren.

"Er was wat erosie, toen werd de as neergelegd (als gevolg van een vulkaanuitbarsting), daarna was er meer erosie, " zegt McMillan. "Het vertelt ons dat er tegen die tijd een aanzienlijke hoeveelheid erosie had plaatsgevonden."

Vandaag, de bodem van het bassin ligt bijna twee kilometer onder het oppervlak van het plateau, en erodeert met een snelheid van 0,06 tot 0,23 millimeter per jaar.

"De meeste oppervlakken zijn wat we 'woestijnbestrating' noemen, ', zegt McMillan. 'Er is niet veel los zand in de buurt. Het zijn kleine kiezels en stenen dicht op elkaar gepakt. Wanneer dat gebeurt, de wind kan sneller waaien omdat er niets is om het te stoppen."

Er zijn andere tekenen van de wind aan het werk in het bassin, inclusief yardangs en megaripples - kleine heuvels en andere bochtige kleine landvormen die gedurende miljoenen jaren uit het gesteente zijn uitgehouwen door wind die uit een enkele richting waait.

De bevindingen van het team kunnen wetenschappers ook helpen beter te begrijpen hoe wind het landschap vormt op andere afgelegen en winderige locaties.

"Mars heeft enkele van de beste voorbeelden van winderosie die we kunnen waarnemen, " zegt McMillan. "Het is extreem droog en wordt volledig gedomineerd door de wind aan de oppervlakte."

McMillan ziet veelbetekenende tekenen van winderosie op Mars-oriëntatiepunten zoals de Gale Crater en Mount Sharp, en bewijs van mega-yardangs en landvormen vergelijkbaar met die in de Salina del Fraile.

"Dit laat zien dat we moeten kijken naar hoe winderosie interageert met tektonische processen om een ​​volledig begrip te krijgen van wat er aan de hand is, " hij zegt.

De studie is gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research:aardoppervlak .