과학자들은 지구의 지난 1억년에 대한 가장 상세한 지질학적 모델을 공개했습니다.

지질학적 시간에 걸쳐 지형은 이 표면이 진화함에 따라 변화하며 강이 퇴적물을 바다로 운반함에 따라 탄소 순환과 영양분 순환을 조절합니다. 이러한 모든 상호 작용은 지구에 서식하는 많은 생물의 생태계와 생물 다양성에 광범위한 영향을 미칩니다. 지구의 풍경이 수백만 년에 걸쳐 어떻게 진화해 왔는지는 지구의 변화하는 모양과 기후 및 지각 구조와 같은 것들의 상호 작용을 이해하기 위한 근본적인 단계입니다.


  과학자들은 지구의 지난 1억년에 대한 가장 상세한 지질학적 모델을 공개했습니다.
대표 이미지 이미지 크레디트: ANI

지구 표면은 지구의 '살아있는 피부'이며 물리적, 화학적 및 생물학적 시스템을 연결합니다. 지질학적 시간에 걸쳐 지형은 이 표면이 진화함에 따라 변화하며 강이 퇴적물을 바다로 운반함에 따라 탄소 순환과 영양분 순환을 조절합니다.


이러한 모든 상호 작용은 지구에 서식하는 많은 생물인 생태계와 생물 다양성에 광범위한 영향을 미칩니다.

따라서 수백만 년 동안 지구의 풍경이 어떻게 진화했는지 재구성하는 것은 지구의 변화하는 모양과 기후 및 구조와 같은 것들의 상호 작용을 이해하기 위한 근본적인 단계입니다. 또한 생물 다양성의 진화에 대한 단서를 제공할 수도 있습니다.



프랑스의 과학자들(French National Center for Scientific Research, ENS Paris 대학, University of Grenoble 및 University of Lyon)과 협력하여 시드니 대학의 우리 팀은 이제 저명한 저널인 Science에 지구 표면 변화에 대한 자세한 지질학적 모델을 발표했습니다. 우리는 지난 1억년 동안 10km에 이르는 고해상도의 최초의 동적 모델인 컴퓨터 시뮬레이션입니다. 시간이 지남에 따라 지구 표면이 어떻게 변했는지, 퇴적물이 이동하고 침전되는 방식에 어떤 영향을 미쳤는지 전례 없이 자세히 보여줍니다.

백만 년의 프레임으로 세분화된 우리 모델은 지진, 풍화, 변화하는 강 등과 같은 표면 과정과 함께 판 구조 및 기후력을 통합하는 프레임워크를 기반으로 합니다.


제작 기간 3년 이 프로젝트는 약 3년 전 수백만 년의 변화를 시뮬레이션할 수 있는 새로운 글로벌 규모의 조경 진화 모델 개발을 시작하면서 시작되었습니다. 또한 지구 지형의 역사인 고지리학과 같은 다른 정보를 프레임워크에 자동으로 추가하는 방법도 찾았습니다.

이 새로운 연구를 위해 우리의 프레임워크는 최첨단 판구조 재구성과 전지구적 규모의 과거 기후 시뮬레이션을 사용했습니다.


우리의 고급 컴퓨터 시뮬레이션은 수백 대의 컴퓨터 프로세서에서 실행되는 호주의 National Computational Infrastructure를 사용했습니다. 각 시뮬레이션은 지난 1억 년 동안의 지구 표면 진화를 재구성하기 위한 완전한 그림을 구축하는 데 며칠이 걸렸습니다. 이 모든 컴퓨팅 성능은 물과 퇴적물의 흐름뿐만 아니라 지구의 지형(고도)의 최고점과 최저점을 보여주는 글로벌 고해상도 지도로 이어졌습니다.

이 모든 것은 기존의 지질학적 관측과 잘 맞습니다. 예를 들어, 우리는 현재의 강 퇴적물과 유수 흐름, 배수 유역 지역, 지진 조사, 장기적인 지역 및 전 세계 침식 경향의 데이터를 결합했습니다.


우리의 주요 산출물은 Open Science Framework에서 500만년 간격으로 시간 기반 글로벌 지도로 제공됩니다.

시간과 공간을 통한 물과 퇴적물 흐름 지구의 근본적인 표면 과정 중 하나는 침식으로, 토양과 암석과 같은 물질이 바람이나 물에 의해 닳아 없어지는 느린 과정입니다. 이로 인해 퇴적물 흐름이 발생합니다.

침식은 생명의 필수 구성 요소 중 하나인 탄소의 끝없는 글로벌 순환인 지구의 탄소 순환에서 중요한 역할을 합니다. 시공간을 통해 퇴적물의 흐름이 어떻게 변했는지 조사하는 것은 지구의 기후가 과거에 어떻게 변했는지 이해하는 데 매우 중요합니다.

우리는 우리 모델이 시간이 지남에 따라 강 네트워크를 묘사하는 유역 역학에서 대규모 퇴적 분지의 느린 변화에 이르기까지 지구의 퇴적물 이동의 핵심 요소를 재현한다는 것을 발견했습니다. 우리의 결과에서 우리는 또한 암석층(지층)에 대한 기존 관측과 그러한 층의 예측 사이에 몇 가지 불일치를 발견했습니다. 이것은 우리 모델이 과거 풍경의 재구성을 테스트하고 개선하는 데 유용할 수 있음을 보여줍니다.


시뮬레이션된 과거 풍경은 다양한 프로세스, 특히 물의 움직임인 수문 시스템과 완벽하게 통합되어 지구 표면에 대한 보다 강력하고 상세한 보기를 제공합니다. 우리의 연구는 끊임없이 진화하는 지구 표면이 산꼭대기에서 해저로의 퇴적물 이동에서 수행한 역할에 대해 더 자세히 밝히고, 궁극적으로 탄소 순환과 깊은 시간 동안 지구의 기후 변동을 조절합니다.

지질학적 기록과 함께 이러한 결과를 탐구하면서 우리는 행성이 영양분을 순환시키고 우리가 알고 있는 생명을 탄생시킨 방식을 포함하여 지구 시스템의 다양한 중요한 특징에 대한 오랜 질문에 답할 수 있을 것입니다.