Wypiętrzanie się Andów odbywało się stopniowo, a nie gwałtownie

Wirując jak pas serpentyny przez całą długość zachodniego wybrzeża Ameryki Południowej, Andy są najdłuższym na świecie kontynentalnym pasmem górskim oraz najwyższym pasmem poza Azją. Średnia wysokość andyjskich szczytów wynosi około czterech tysięcy metrów nad poziomem morza.

W kręgach geologicznych niezwykle często pada pytanie: w jaki sposób góry osiągają tak wielkie rozmiary. Część badaczy jest zdania, iż centralne Andy wzniosły się na te wysokości dosyć gwałtownie; inni naukowcy twierdzą, że wzrost te odbywał się zdecydowanie bardziej stopniowo.

To, co część paleontologów interpretuje jako oznaki gwałtownego wzrostu, jest w rzeczywistości dowodem na istnienie prehistorycznych zmian klimatycznych. Tego zdania jest ekipa badawcza Poulsena. Wyniki przeprowadzonych przez nich badań zostały opublikowane w kwietniowym numerze magazynu Science Express
Poulsen jest profesorem nadzwyczajnym pracującym na wydziałach Geological Sciences oraz Atmospheric, Oceanic, and Space Sciences. Wyjaśnia on, iż różne wyniki badań wynikają z faktu, żę naukowcy używają dwóch różnych izotopów tlenu (tlen-18 lub tlen-16), by ustalić, jak wyglądał przebieg wypiętrzania się gór.

„W dzisiejszych badaniach nad klimatem, istnieje dobrze znana badaczom zasada odwróconego związku pomiędzy wartością izotopu tlenu zawartą w deszczu oraz wypiętrzaniem się gór,” wyjaśnia Poulsen. Badacz dodaje także: „W momencie, gdy chmura deszczowa osiąga wysokość pasma górskiego, zaczyna się ona kondensować. Dlatego też, im wyżej jesteś w górach, tym skondensowanie zaczyna coraz bardziej i bardziej uszczuplać się o tlen-18, więc zmniejsza się też proporcja tlenu-18 w stosunku do tlenu 16”.

Geologowie posługują się współczynnikami tych izotopów (które zachowane są w skałach), by dowiedzieć się jak najwięcej na temat prehistorycznego wypiętrzania się gór. „Jeśli współczynnik taki zmniejsza się  w miarę jak badamy coraz to młodsze próbki skał, interpretacja wskazuje zawsze na to, że w danym obszarze miało miejsce wypiętrzanie się, wzrost góry,” tłumaczy Poulsen. W rzeczy samej, teoria ta pokrywa się z konkluzją wynikającą z paru prac badawczych dotyczących historii Andów, które publikowane były przez ostatnie cztery lata. Posługując się izotopami tlenu w skałach węglanowych, naukowcy doszli do wniosków, iż rosły od około 2 500 do 3 500 metrów na trzy miliony lat. Zburzyli oni tym samym teorię mówiącą o tym, że potrzebowały one dziesiątek milionów lat, by osiągnąć swój dzisiejszy rozmiar.

Wypiętrzanie się gór nie jest jedynym czynnikiem mającym wpływ na współczynnik izotopów tlenu w deszczu. Poulsen wyjaśnia: „Wpływ na to może mieć także to, skąd uchodzi para powietrzna oraz to, jak dużo wynosiły opady deszczu – wyjątkowo obfite opady także mogą przyczynić się do spłukiwania tlenu-18”. Badacz wraz ze swoją grupą badawczą jest sceptycznie nastawiony do wersji mówiącej o szybkim wzroście gór. By udowodnić swoją tezę, naukowcy podjęli się przeprowadzenia serii eksperymentów bazujących na modelach klimatycznych naszej planety.

„Najważniejszym rezultatem naszych badań jest to, że udało nam się zidentyfikować próg wysokościowy dla opadów deszczowych,” tłumaczy Poulsen. „W momencie, gdy Andy osiągnęły siedemdziesiąt procent ze swojej dzisiejszej wysokości, współczynnik kondensacji gwałtownie wzrósł. W trakcie zastosowania naszego modelu, podwyższona kondensacja powodowała także znaczne obniżenie się współczynnika tlenu-18 i tlenu-16. Wnioskiem, do jakiego doszliśmy jest przede wszystkim fakt, iż geologowie w sposób nieprawidłowy interpretowali dane izotopowe dotyczące centralnych Andów. Spadek współczynnika nie jest albowiem potwierdzeniem wzrostu współczynnika izotopów związanych z wypiętrzaniem się gór; stanowi on potwierdzenie gwałtownego wzrostu poziomu opadów,” dodaje badacz.

Wynik tego eksperymentu jest potwierdzony także przez cały zestaw danych geomechanicznych i  sedymentologicznych. Poulsen wyjaśnia: „Istnieją dowody, iż centralne Andy stały się mniej jałowe w tym samym czasie, gdy dane izotopowe wykazały spadek współczynnika tlenu-18 i tlenu-16”.
Współautorami badania prowadzonego pod kierownictwem Poulsena byli Todd Ehlers z  Uniwersytetu w Tuebingen w Niemczech oraz doktorantka Nadja Insel. Dofinansowanie badań zapewniły:  National Science Foundation, U-M Graham Environmental Sustainability Institute oraz Alexander von Humboldt Foundation.