Новое исследование опровергает теорию о влиянии растений на формирование извилистых рек

Сезонный поток в Шошон-Крик — извилистом ручье без растительности в Неваде. Авторы: М. Хасон и М. Лапотр

Новое исследование Стэнфордского университета ставит под сомнение устоявшееся представление о том, что появление наземных растений полмиллиарда лет назад кардинально изменило форму рек.

Реки обычно бывают двух типов: разветвлённые (с множеством каналов, огибающих песчаные отмели) и извилистые (с одним каналом, образующим S-образные изгибы).

Геологи долгое время считали, что до появления растительности реки в основном были разветвлёнными, а извилистые формы сформировались только после того, как растения укоренились и стабилизировали берега.

Новое исследование, опубликованное в журнале Science, предполагает, что теория о доминировании разветвлённых рек в первые 4 миллиарда лет истории Земли основана на неверной интерпретации геологической летописи.

Исследование демонстрирует, что извилистые реки без растительности могут оставлять осадочные отложения, которые обманчиво похожи на отложения разветвлённых рек. Это различие имеет решающее значение для понимания ранней экологии и климата Земли, поскольку тип реки определяет, как долго осадок, углерод и питательные вещества хранятся в поймах.

«Нашим исследованием мы оспариваем общепринятую историю о том, как выглядели ландшафты, когда растительная жизнь только начала эволюционировать на суше», — заявил ведущий автор Майкл Хасон, аспирант лаборатории Матьё Лапотра в Стэнфордской школе устойчивого развития.

Грязевые поймы извилистых рек — динамичные экосистемы, созданные за тысячи лет разливами рек, — являются одними из самых обильных не морских резервуаров углерода на планете. Уровень углерода в атмосфере в форме углекислого газа действует как термостат Земли, регулируя температуру в течение огромных промежутков времени.

Точный учёт углеродных запасов, создаваемых извилистыми реками, может помочь учёным построить более комплексные модели древнего и будущего климата Земли.

«Поймы играют важную роль в определении того, как, когда и будет ли углерод захоронен или возвращён обратно в атмосферу», — сказал Хасон.

Вид с дрона на активный канал и пойму Шошон-Крик в Неваде. Авторы: М. Хасон и М. Лапотр

Чтобы оценить влияние растительности на русловые узоры рек, исследователи изучили спутниковые снимки около 4500 изгибов 49 современных извилистых рек. Примерно половина рек была без растительности, а половина — густо или частично заросшей.

Исследователи сосредоточились на точечных отмелях — песчаных формах, которые образуются на внутренних изгибах извилистых рек, когда течение воды откладывает осадки. В отличие от песчаных отмелей, формирующихся посередине разветвлённых рек, точечные отмели имеют тенденцию мигрировать вбок от центров рек. Со временем эта миграция способствует характерным извилистым формам каналов.

«В нашей статье мы показываем, что этот вывод — который до сих пор преподаётся во всех геологических учебных программах — скорее всего, неверен», — сказал Лапотр, старший автор статьи и доцент кафедры наук о Земле и планетах.

Результаты исследования открывают новое окно в прошлые эпохи Земли, опровергая традиционную картину того, как реки формировали континенты. Если углеродонасыщенные поймы действительно формировались гораздо более широко на протяжении истории, учёным, возможно, придётся пересмотреть модели основных природных климатических изменений с течением времени, что имеет значение для нашего понимания текущего изменения климата.

Дополнительные соавторы исследования — из Университета Падуи и Университета Британской Колумбии.