Qualquer pessoa que gosta de fazer rafting em lugares como o rio Colorado tem uma dívida de gratidão para com as enormes pedras que criam a ondulação espumante conhecida como corredeiras, e novas pesquisas parecem lançar mais luz sobre como essas grandes rochas ajudam a moldar os cânions imponentes ao seu redor.

Charles M. Shobe e Rachel C. Glade, alunos de graduação em geologia na University of Colorado Boulder, argumentar em um artigo publicado recentemente online na prestigiosa revista Geologia - e com publicação impressa programada para julho de 2019 - esses mesmos monólitos rochosos desempenham um papel importante na evolução geológica desses cânions em vastos períodos de tempo - talvez até mais do que os próprios canais.

"Nossos resultados indicam que o existente, modelos orientados por canais para a evolução do cânion podem ser excessivamente simplistas, mesmo quando os cânions evoluem sob uma força externa constante, " eles escrevem.

"Há muito tempo que as pessoas se interessam pelos desfiladeiros de rios, como eles controlam a paisagem e a erosão, "diz Glade, cuja pesquisa se concentra na geomorfologia das paredes do cânion e que concluiu seu doutorado. mês passado. "Mas não há muito entendimento sobre como eles funcionam fisicamente."

O artigo é co-autoria dos orientadores da dupla, Distinto Professor de Geologia Robert Anderson e Professor de Geologia Greg Tucker.

Shobe e Glade criaram um modelo de computador para entender o complexo, interação bidirecional entre rochas do fundo do rio e encostas para determinar o curso da evolução do cânion.

Rios que fluem através de formações geológicas "suaves" tendem a ser largos e planos, como o Mississippi ou South Platte. Mas os rios que correm através de "formações rochosas resistentes" - aqueles com "caprock" duro nas camadas superiores - tendem a formar desfiladeiros estreitos com encostas superiores íngremes. Do ponto de vista de um pássaro, As bordas do desfiladeiro - os penhascos que marcam a borda do desfiladeiro - formam um sino à medida que o desfiladeiro se alarga rio abaixo.

Inicialmente, a erosão carregará sedimentos a jusante, eventualmente soltando grandes blocos que caem no rio abaixo. Inicialmente, a presença de tais blocos tende a retardar o processo de erosão, o que, por sua vez, torna as encostas menos íngremes.

"Você pode ver que quanto maiores são os blocos, quanto mais pronunciada a forma de sino do cânion, "Glade diz." Os grandes blocos diminuem a capacidade de um desfiladeiro de sofrer erosão com o tempo e desempenham um papel importante na mudança da forma do desfiladeiro. "

Contudo, O modelo de Shobe e Glade mostrou que, em vez de simplesmente desacelerar o processo, a presença de grandes rochas no canal criou um ciclo de feedback com encostas íngremes, resultando em uma taxa oscilante de erosão e evolução do cânion.

"Esta interação entre a dinâmica do canal e da encosta resulta em taxas de erosão de longo prazo altamente variáveis, " eles escrevem.

"A previsão é, se as características intrínsecas das camadas de rocha governam a forma eventual, em seguida, os pedaços maiores em que a rocha se quebra "- de um modo geral, quanto mais dura a rocha, quanto maior o bloco - "quanto mais em forma de sino o desfiladeiro vai acabar e mais imprevisível será a dinâmica da erosão, "Shobe diz.

Esta Primavera, a dupla teve a oportunidade de testar em campo as previsões do modelo, cortesia de uma bolsa da Geological Society of America. Eles viajaram para o norte do Novo México, onde usaram um drone para fotografar as paredes do cânion e pedregulhos em Rio Grande, e estão agora no processo de criação de um mapa 3D da área pesquisada.

Eles estão testando uma de suas principais previsões de modelo:"O tamanho das pedras corresponde à inclinação das paredes do cânion, "Glade diz." Se houver uma pilha de pedras grandes, mais íngremes devem ser as paredes. "

O modelo permite a movimentação de blocos a jusante em momentos de maior fluxo, mas os pesquisadores encontraram marcas de erosão no campo, indicando que os pedregulhos foram colocados no lugar por um longo tempo.

"Embora eles possam definitivamente se mover em grandes enchentes, quando eles são grandes o suficiente, eles podem ficar lá por centenas a milhares de anos, "Shobe diz." É por isso que o tamanho das pedras é tão importante na formação dos rios. "

Shobe e Glade escrevem que essas "dinâmicas canal-encosta" são significativas o suficiente para compensar outros fatores, como a taxa de elevação geológica, "questionando a capacidade das paisagens de registrar sinais tectônicos e climáticos ou de atingir um estado estacionário durante esse período.

Uma melhor compreensão de como desfiladeiros com formações rochosas resistentes são formados tem implicações além da geologia, Shobe diz.

"A erosão e quebra de rocha estão intimamente relacionadas com o ciclo climático e o equilíbrio do CO ₂ na atmosfera da Terra. As taxas de erosão da rocha, e o sedimento é transportado, está ligada ao ciclo climático, bem como à evolução de longo prazo da biodiversidade, " ele diz.

É incomum para dois Ph.D. candidatos a publicar novas pesquisas inovadoras em um jornal de prestígio.

"Estamos muito satisfeitos, "Shobe diz." Esta colaboração mostra que dois alunos de graduação podem se reunir e inventar algo novo e único enquanto aprendem a colaborar como cientistas em início de carreira. "