地球科学家的一项新研究揭示了这个隐藏的世界

地球科学家的一项新研究揭示了这个隐藏的世界

博尔德科罗拉多大学的研究揭示了这个隐藏世界,地球通常被称为“来自太阳的第三块岩石”，但坚硬的岩石在地表很罕见。科学家将掩盖地球内部岩石的植被、土壤和蓄水垃圾称为“临界区”。这个名字是为了纪念这一事实，即这一区域对生命来说是必不可少的，并且是由生物体塑造的。关键区域的特性——尤其是其深度——控制着地下水的储存和释放。

地下水是全世界农业和工业的命脉。但是地下水本身并不是被动的。它与岩石沿着它的路径反应，在这样做的同时，化学地改变了岩石，并吸收溶解的矿物质和营养。

研究人员受到启发，研究了两个临界区之间的根本区别。在科罗拉多山脉前面的博尔德克里克CZO，在一层薄薄的土壤和覆盖在山坡上的碎石下面可以找到新鲜的岩石。在南卡罗来纳山麓的卡尔霍恩山脉，新鲜的岩石远远低于地表，临界带在山脊下翻滚，山谷底部变薄。科罗拉多的土壤是灰褐色的和岩石的，与南卡罗来纳的红色粘土形成对比。

CU Boulder公司的研究人员开始着手研究为什么这种由土壤和风化岩石组成的维持生命和蓄水层在不同地方差异如此之大“我们的目标是建立一个模型来解释为什么会出现这些差异，”苏珊娜·安德森说。研究人员将重点放在两个地点最明显的区别之一:天气。他们建立了一个数值模型来测试东南地区更大的降雨量是否可以解释风化深度的巨大差异。在这个模型中，当雨水渗透到景观中时，它会被跟踪，并导致岩石矿物风化(或转化)成粘土。由于风化过程是缓慢的，有必要包括土壤的形成和侵蚀。“基岩风化可能是最重要的地质过程，因为它产生了我们赖以生存的土壤，”资助这项研究的美国国家科学基金会(NSF)临界区天文台项目主任理查德•尤蒂奇(Richard Yuretich)说。

研究结果表明，浅科罗拉多型临界区在干燥条件下形成，而厚的南卡罗来纳型临界区在潮湿条件下形成。换句话说，这个模型成功地解释了这些景观的巨大差异。系统的连通性吸引了研究团队。“关键区域厚度的简单模式如何对气候、侵蚀和我们还没有考虑到的过程做出反应，这很有趣，”苏珊·安德森(Suzanne Anderson)说，她也是博尔德大学北极和阿尔卑斯研究所(INSTAAR)的研究员。“能够预测这些风化模式使我们能够了解我们关心的事情，从水供应到保持土壤健康。”“土壤资源是宝贵的，”同样来自英斯达尔的罗伯特·安德森(Robert Anderson)说。“景观的一个方面是我们在建模过程中必须考虑到的，那就是需要几千年的时间才能产生我们拥有的土壤。”如果它被刮掉或被滥用，在人类的时间尺度上是不会被取代的。管理不善意味着你永远也回不去。“但对我来说，”他说，“能解释为什么在南卡罗来纳用铲子挖20英尺深的坑，而在科罗拉多却只能用2英尺深的镐，这就够有趣了，也够令人满意了。”一切都与天气有关。