Die Entdeckung von Flussgürteln hilft Wissenschaftlern, alte Flüsse zu verstehen

Lange nachdem ein Fluss ausgetrocknet ist, lebt sein Kanalgürtel weiter.

Kanalgürtel, die aus Sedimentschwaden bestehen, die den Fluss umgeben und einst zu Felsen verhärtet waren, bewahren die einstigen Flusswege. Die Rekonstruktion von Details über einen alten Fluss aus Kanalgürtelablagerungen ist jedoch eine notorisch schwierige Aufgabe.

Neue Forschungen von Wissenschaftlern der University of Texas in Austin machen an dieser Front Fortschritte. Der Hauptautor Tian Dong, Postdoktorand an der UT Jackson School of Geosciences, sagte, dass sie durch die Analyse moderner Flüsse eine Regel aufstellen konnten, die Kanalgürtel mit Flussmustern verbindet, und fanden heraus, dass im Allgemeinen je mehr Kanäle a Fluss hat, desto schmaler ist sein Kanalgürtel.

Da die Physik, die Flüsse formt, über Zeit und Ort gleich ist, sollte die Regel laut Co-Autor Timothy Goudge, einem Assistenzprofessor an der Jackson School, auch für alte Flüsse und Flüsse auf anderen Planeten gelten.

„Wir können uns eine Flussablagerung vor 100 Millionen Jahren auf der Erde oder vor 3,5 Milliarden Jahren auf dem Mars ansehen und etwas darüber sagen, wie der tatsächliche Fluss aussah“, sagte er.

Die Ergebnisse wurden am 13. Juni im Journal veröffentlicht Geologie.

Die Regel hilft Wissenschaftlern nicht nur dabei, sich alte Flüsse vorzustellen, sondern kann ihnen auch dabei helfen, zu interpretieren, wie diese Flüsse die Landschaft im weiteren Sinne beeinflusst haben. Flüsse mit schmaleren Kanalgürteln können leichter auf die umgebende Überschwemmungsebene zugreifen – was den Aufbau von Landschaften und die Ablagerung von Material flussabwärts prägt.

„Bei Systemen mit mehreren Kanälen, wie z. B. geflochtenen Flüssen, befinden sie sich tatsächlich in einem sehr schmalen Kanalgürtel, sodass sie sehr nahe an der Überschwemmungsebene sind“, sagte Dong. „Potenziell gibt es also mehr Wechselwirkungen zwischen dem Material des Flusses und der Aue.“

Die Regel hat einige Vorbehalte. Es gilt nicht für begrenzte Flüsse, die durch ihre umgebende Landschaft daran gehindert werden, frei zu wandern. Aber wenn Flüsse frei fließen und sich durch das Land schlängeln, besteht eine direkte Verbindung zwischen einer zunehmenden Anzahl von Flusskanälen und einem sich verengenden Kanalgürtel. Die Wissenschaftler fanden auch heraus, dass das Band mit schmaler werdendem Band auch glatter und mit weniger scharfen Kanten wird.

Die Forscher entdeckten die Regel, indem sie 30 moderne Flüsse und ihre Kanalgürtel analysierten und sich dabei auf hochauflösende Bilder und Höhendaten stützten, die von Satelliten erfasst wurden. Dong sagte, dass er eine Ahnung von der Verbindung hatte und einen Trend zwischen Flusskanal und Kanalgürtelbreite bemerkte, als er auf Google Earth herumscrollte. Aber er war sich nicht sicher, ob sich seine Intuition als richtig erweisen würde, sobald die Daten berechnet waren.

„Niemand hatte sich wirklich systematisch mit der Beziehung zwischen Fluss- und Kanalgürtelformen befasst, also wussten wir nicht wirklich, was wir erwarten würden“, sagte Dong.

Neben schmaleren Kanalgürteln ergab die Untersuchung auch, dass mehrkanalige Flüsse mehr Platz auf dem Kanalgürtel einnehmen und 50 % oder mehr der Kanalgürtelfläche einnehmen. Im Gegensatz dazu nehmen einkanalige Systeme, wie mäandrierende Flüsse, nur 1% auf. Dies steigere die Fähigkeit von Mehrkanalflüssen, Sedimente aufzunehmen und zu bewegen, weiter, sagte Dong. Da organisches Material von Pflanzen und Tieren zu diesen Sedimenten gehört, bedeutet dies, dass Mehrkanalflüsse organischen Kohlenstoff möglicherweise nicht so lange in ihren Auen speichern, bevor sie ihn in den Ozean transportieren – wo er das Leben im Meer beeinträchtigen kann.

Kanalgürtel sind ein häufiges Merkmal auf dem Mars und dienen als Erinnerung an die feuchtere Vergangenheit des Roten Planeten. Sie sind wahrscheinlich auch auf dem Saturnmond Titan zu finden, wo von Raumsonden Flüsse aus flüssigem Methan identifiziert wurden.

Sowohl Goudge als auch Dong sagten, dass sie hoffen, ihre Forschungen an Flüssen anwenden zu können, um mehr über die Geologie zu erfahren, die andere Welten formt.

„Für zukünftige Arbeiten werden wir versuchen, diese Metriken auf andere Planeten in unserem Sonnensystem anzuwenden und zu sehen, was wir sehen können“, sagte Goudge.