В горах американского штата Колорадо ученые обнаружили неожиданную закономерность: сравнительно пологие участки могут разрушаться интенсивнее крутых склонов. Причина заключается в свойствах горных пород. Оказалось, что сланец примерно втрое легче поддается эрозии, чем соседние магматические породы, сообщает «Массачусетский университет в Амхерсте».
Исследовательская группа под руководством Эяля Мардера изучила бассейн реки Ист-Ривер, охватывающий около 465 кв. км. Для определения скорости разрушения поверхности специалисты использовали бериллий-10. Этот редкий изотоп возникает в кварце под воздействием космических лучей, а его концентрация позволяет оценить интенсивность эрозии.
Раньше подобные измерения проводили преимущественно на породах с достаточно крупными кварцевыми зернами. В сланцах эти частицы настолько малы, что выделить их обычными способами крайне сложно. Разработанная исследователями методика помогла преодолеть ограничение и получить данные для мелкозернистых пород.
Измерения показали, что на территориях с преобладанием сланцев поверхность понижается на 0,05–0,38 мм ежегодно. Медианный показатель достиг 0,11 мм. Для большинства участков, сложенных более прочными магматическими породами, значения находились в пределах 0,03–0,07 мм в год. При этом отдельные особенно крутые участки демонстрировали более высокую скорость разрушения.
Полученные результаты объясняют, почему внешний вид гор не всегда отражает интенсивность геологических процессов. Устойчивые породы способны сохранять крутые склоны, тогда как легко разрушающиеся сланцы формируют более сглаженный рельеф.
Открытие также имеет значение для изучения углеродного цикла Земли. При окислении содержащегося в сланцах пирита образуется серная кислота, которая взаимодействует с карбонатными минералами и способствует высвобождению углекислого газа. Выветривание силикатов в магматических породах, напротив, может связывать атмосферный CO2.
Компьютерные расчеты показали, что при одном из рассмотренных сценариев суммарное выделение углекислого газа в исследуемом районе за 2,6 млн лет может составить около 85 тераграммов. Модель учитывает неорганические процессы выветривания в межледниковые периоды, поэтому полученное значение не является точным прогнозом.
По мнению Мардера, распространение аналогичных измерений на другие горные системы позволит точнее оценить влияние разрушения пород на глобальный обмен углеродом и долгосрочные климатические процессы.
