Die Erosionslandschaft entsteht als gemeinsames Produkt von tektonischer Aktivität und Klima. Die Morphologie der langen Profile aktiver Flüsse hat sich als Archiv erwiesen, um die Beziehung zwischen topografischem Relief, temporärer und/oder differentieller Gesteinshebungsrate und klimatisch und/oder lithologisch bedingter Erosionseffizienz zu bewahren und aufzuzeichnen. Eine einfache, aber universelle Gleichung des Stream-Power-Inzision-Modells bietet ein wichtiges Mittel, um Kanal-Langprofile zu analysieren und sowohl zeitliche als auch räumliche Muster regionaler tektonischer Aktivität zu extrahieren.
Basierend auf den analytischen Lösungen für die stationären und linearen transienten Formen der Modellgleichung entwickelten die Forscher eine Reihe von Open-Source-Matlab-Skripten, RiverProAnalysis, um die Funktionen der Kalibrierung der Konkavität des Einzugsgebiets, der Schätzung der Kanalsteilheit und der Wasserscheide zu integrieren Stabilitätsbestimmung, Paläokanalprofilprojektion und Inversion der tektonischen Hebungsgeschichte.
Die Produkte des Toolsets liegen im Format von Bild-, Text- und Vektordateien vor, die nicht nur zur visuellen Analyse verwendet werden können, sondern auch von Geoinformationssystem-Software gelesen werden können.
Um die Leistungsfähigkeit des Toolsets zu veranschaulichen, nahmen die Autoren Beispiele von zwei vorübergehenden Entwässerungseinzugsgebieten am nördlichen Rand des Taiyuan-Beckens. Sie analysierten die langen Profile der Hauptströme, identifizierten zwei Generationen von Knickpoints und schätzten die minimale Tiefe des Flusseinschnitts.
Sie kombinierten alle Stamm- und Nebenkanäle, um die einzugsgebietsweite Hebungsgeschichte zu modellieren, und stellten einen moderaten Anstieg der Hebungsraten seit dem mittleren Pliozän und eine schnelle Beschleunigung seit dem späten Quartär fest.
Die Ergebnisse stimmten mit den Sedimentaufzeichnungen im angrenzenden Becken überein. Durch den Vergleich des Chi-Werts, der Neigung und des topografischen Reliefs auf beiden Seiten der Wasserscheide schlossen sie auf die Stabilität der Wasserscheide.
Das in dieser Studie beschriebene Instrumentarium integriert die Hauptfunktionen der modernen Studien zur Flusslandschaft und stellt somit ein leistungsfähiges Werkzeug zur Analyse von Flusslängsprofilen und zum Verständnis der tektonischen Geomorphologie bereit.
Die Studie wurde veröffentlicht in Wissenschaft China Erdwissenschaften.
Yizhou Wang et al., Die Methoden und Programmimplementierung für die Flusslängsprofilanalyse – RiverProAnalysis, eine Reihe von Open-Source-Funktionen, die auf der Matlab-Plattform basieren, Wissenschaft China Erdwissenschaften (2022). DOI: 10.1007/s11430-021-9938-x