Cualquiera que disfrute del rafting en rápidos en lugares como el río Colorado tiene una deuda de gratitud con las enormes rocas que crean la ondulación espumosa conocida como rápidos. y una nueva investigación parece arrojar más luz sobre cómo estas grandes rocas ayudan a dar forma a los imponentes cañones que las rodean.

Charles M. Shobe y Rachel C. Glade, estudiantes graduados de geología en la Universidad de Colorado Boulder, argumentan en un artículo publicado recientemente en línea en la prestigiosa revista Geología —Y programada para su publicación impresa en julio de 2019— esos mismos monolitos rocosos juegan un papel importante en la evolución geológica de tales cañones a lo largo de vastos períodos de tiempo, quizás incluso más que los propios canales.

"Nuestros resultados implican que lo existente, Los modelos impulsados ​​por canales para la evolución del cañón pueden ser demasiado simplistas, incluso cuando los cañones evolucionan bajo un constante forzamiento externo, " escriben.

"La gente ha estado interesada en los cañones de los ríos durante mucho tiempo, cómo controlan el paisaje y la erosión, "dice Glade, cuya investigación se centra en la geomorfología de las paredes del cañón y que completó su Ph.D. el mes pasado. "Pero no hay mucha comprensión sobre cómo funcionan físicamente".

El documento es coautor de los asesores de la facultad de la pareja, El distinguido profesor de geología Robert Anderson y el profesor de geología Greg Tucker.

Shobe y Glade crearon un modelo informático para comprender el complejo, interacción bidireccional entre los cantos rodados del fondo del río y las laderas para determinar el curso de la evolución del cañón.

Los ríos que fluyen a través de formaciones geológicas "blandas" tienden a ser anchos y planos, como el Mississippi o South Platte. Pero los ríos que fluyen a través de "formaciones rocosas resistentes" —aquellos con "rocas altas" duras en las capas superiores — tienden a formar cañones estrechos con laderas superiores empinadas. A vista de pájaro Los bordes del cañón, los acantilados que marcan el borde del cañón, forman una campana a medida que el cañón se ensancha río abajo.

Inicialmente, la erosión arrastrará sedimentos río abajo, eventualmente aflojando grandes bloques que caen al río abajo. En primer lugar, la presencia de tales bloques tiende a ralentizar el proceso de erosión, lo que a su vez hace que las laderas sean menos empinadas.

"Puede ver que cuanto más grandes son los bloques, cuanto más pronunciada es la forma de campana del cañón, Glade dice:"Los grandes bloques ralentizan la capacidad de un cañón de erosionarse con el tiempo y juegan un papel importante en el cambio de forma del cañón".

Sin embargo, El modelo de Shobe y Glade mostró que, en lugar de simplemente ralentizar el proceso, la presencia de grandes rocas en el canal creó un circuito de retroalimentación con laderas empinadas, resultando en una tasa oscilante de erosión y evolución del cañón.

"Esta interacción entre la dinámica del canal y la ladera da como resultado tasas de erosión a largo plazo muy variables, " escriben.

"La predicción es, si las características intrínsecas de las capas de roca gobiernan la forma eventual, luego, las piezas más grandes en las que se fractura la roca ", en general, cuanto más dura la roca, cuanto más grande sea el bloque:"más acampanada terminará el cañón y más impredecible será la dinámica de la erosión, "Dice Shobe.

Esta primavera, la pareja tuvo la oportunidad de probar en el campo las predicciones del modelo, cortesía de una beca de la Sociedad Geológica de América. Viajaron al norte de Nuevo México, donde usaron un dron para fotografiar paredes de cañones y rocas en Río Grande. y ahora estamos en el proceso de crear un mapa tridimensional del área encuestada.

Están probando una de sus principales predicciones del modelo:"El tamaño de las rocas corresponde a la inclinación de las paredes del cañón, "Glade dice." Si hay un montón de grandes rocas, cuanto más empinadas deberían ser las paredes ".

El modelo permite el movimiento de bloques aguas abajo en momentos de mayor caudal, pero los investigadores encontraron marcas de erosión en el campo que indican que los cantos rodados han estado encajados en su lugar durante mucho tiempo.

"Si bien definitivamente pueden moverse en grandes inundaciones, cuando son lo suficientemente grandes, pueden sentarse allí durante cientos o miles de años, "Dice Shobe." Es por eso que el tamaño de las rocas es tan importante en la configuración de los ríos ".

Shobe y Glade escriben que estas "dinámicas de canal-ladera" son lo suficientemente importantes como para compensar otros factores, como la tasa de elevación geológica, "cuestionando la capacidad de los paisajes para registrar señales tectónicas y climáticas o para alcanzar un estado estable durante este tiempo.

Comprender mejor cómo se forman los cañones con formaciones rocosas resistentes tiene implicaciones más allá de la geología, Shobe dice.

"La erosión y descomposición de la roca está íntimamente relacionada con el ciclo climático y el equilibrio de CO ₂ en la atmósfera terrestre. La velocidad a la que se erosiona la roca, y el sedimento se transporta, está vinculado al ciclo climático, así como a la evolución a largo plazo de la biodiversidad, " él dice.

Es poco común que dos Ph.D. candidatos a publicar nuevas investigaciones innovadoras en una revista prestigiosa.

"Estamos muy contentos, Shobe dice:"Esta colaboración muestra que dos estudiantes de posgrado pueden reunirse y proponer algo nuevo y único mientras aprenden a colaborar como científicos que inician su carrera".