Zajímavé je, že to nebyly velké záplavy ani dramatické změny toku – většinou jen pravidelné plazení písečných dun po dně řeky. Vlastně jen několik měsíců.

Tato všednost říčních usazenin neboli fluviálních vrstev mátla geology po většinu století. Vzhledem k tomu, jak málo se z historie řeky zachovalo, připadá badatelům zvláštní, že převažují záznamy všedních událostí nad doklady těch nejextrémnějších. Nový výzkum publikovaný v časopise Geophysical Research Letters odhaluje procesy, které mohou tuto záhadu konečně vysvětlit.

Studie vedená Vamsim Ganti, docentem geomorfologie na Kalifornské univerzitě v Santa Barbaře, se dotýká jedné z nejdéle trvajících debat v oboru geologie: katastrofismus versus uniformitarismus. To znamená, zda geologický záznam bývá více ovlivňován velkými, málo častými událostmi, nebo malými, ale častými jevy.

Když jde o říční usazeniny, má katastrofismus celkem intuitivní argument. „Pokud je pravděpodobnost, že se nějaká událost zachová, nízká, pak by to, co se zachová, mělo být nějak zvláštní,“ vysvětlil Ganti. Vědci však zjistili, že to prostě není pravda, i když se zachovalo méně než 0,0001 % uplynulého času.

„To je důvod, proč tomu říkáme zvláštní obyčejnost říčních vrstev,“ řekl Ganti, „protože je zvláštní, že zachované události jsou tak obyčejné, přestože zachování času je tak mimořádné.“

Říční morfologie má tendenci se samoorganizovat do hierarchie úrovní, což je podle Gantiho a jeho kolegů klíčem k pochopení této podivné obyčejnosti. Vlnky a duny se pohybují po říčním dně v řádu minut a hodin. K pohybu písečných pruhů dochází v průběhu měsíců a let, zatímco řeky meandrují a přeskakují své břehy v průběhu let a staletí. Na nejextrémnějším konci mohou změny mořské hladiny urychlovat erozi nebo podporovat sedimentaci v průběhu tisíciletí.

Naštěstí vědci na základě moderních pozorování chápou, jak se každý z těchto jevů projevuje ve stratigrafickém záznamu. Ukazuje se, že tyto prvky mají různou velikost, od centimetrových vln až po erozi vyvolanou mořskou hladinou, která může vymýt stovky metrů sedimentů.

Ganti a jeho kolegové sestavili pravděpodobnostní model, aby svou hypotézu ověřili. Zjistili, že pokud všechny říční procesy probíhají ve stejném měřítku, zachovají se pouze nejextrémnější události. Jakmile však zavedli hierarchii, sedimenty z běžných procesů začaly vyplňovat erozi způsobenou jevy o úroveň vyššími.

Záhada byla vyřešena. „Dokud máte v říční dynamice hierarchickou organizaci, budou vaše vrstvy obyčejné,“ řekl Ganti.

Vědci o těchto různých hierarchických úrovních v říční morfologii věděli již delší dobu, ale nikdo je až dosud přímo nespojoval s obyčejností říčních vrstev, vysvětlil Ganti. Před těmito výsledky se sedimentologové trochu podobali raným biologům, kteří znali taxonomii – druhy, rody, čeledi atd. — aniž by rozuměli evoluční teorii, která vysvětluje dynamiku, jež je spojuje.

Děje v jedné úrovni mohou vytvářet sedimenty – v takovém případě se zachovají – nebo mohou erodovat sedimenty, které pak budou vyplněny běžnými ději o úroveň níže. Takže zatímco některé extrémní události jsou zachovány, běžné jevy ve stratigrafickém záznamu převažují.

Ganti si také uvědomil, že relativní časový rámec, v němž se úrovně vyvíjejí, určuje, co se zachová. Vezměme si například relativní rychlost říční migrace versus avulze, neboli jak často řeka přeskakuje své břehy. „Pokud je migrace rychlá a avulze řídká, pak své usazeniny neustále přepracováváte,“ vysvětlil Ganti. Tyto systémy mají tendenci zachovávat pouze nejextrémnější výškové úrovně koryta. „Když však dojde k avulzi, nemůžete již toto ložisko přepracovat, protože jste přeskočili na nové místo.“

S tímto poznáním mohou nyní vědci pomocí vrstev porovnávat, jak rychle se jednotlivé úrovně vyvíjely, když byla řeka skutečně aktivní. Výsledky vlastně posilují závěry Gantiho předchozí studie, v níž prokázal, že prekambrické řeky mohly být podobné meandrujícím řekám s jedním kanálem, jaké známe dnes.

Vědci o tom dlouho pochybovali, protože se ve stratigrafickém záznamu nedochovaly žádné důkazy. Mnozí tvrdili, že takové řeky by potřebovaly rostliny k zajištění svých břehů a suchozemské rostliny se ještě nevyvinuly. Ve skutečnosti je však spíše než absence migrace pravděpodobné, že tyto řeky meandrovaly tak často, že se jejich vrstvy neustále stíraly. Jiní vědci totiž zjistili, že řeky v krajině bez vegetace migrují desetkrát rychleji než ty s vegetací.

Gantiho zjištění mají důsledky i pro současný svět, kde klimatické změny a zvyšování hladiny moří mění chování velkých říčních systémů. Aby pochopili naši budoucnost, zkoumají mnozí vědci usazeniny z řek v období paleocénně-eocénního tepelného maxima, kdy průměrné teploty náhle vyskočily o 5 až 8 stupňů Celsia, což je srovnatelné s moderními klimatickými změnami. Důkazy naznačují, že řeky byly tehdy pohyblivější, a nyní máme nástroje, jak zjistit proč.

„Víme, že přísun sedimentů do řek se mění v důsledku změn způsobených člověkem. Co ale nevíme, je, na jakou trajektorii posíláme řeky v dlouhodobém horizontu,“ řekl Ganti.

„Budeme jen zvyšovat míru migrace? Budeme způsobovat častější avulze? Na tomto rozdílu záleží, protože určuje historii povodní a to, kam se budete vyvíjet v příštích desetiletích a staletích.“

.