Descarga, variabilidade de descarga e o perfil do canal de rocha sólida

A incisão de rocha sólida a longo prazo é impulsionada por eventos diários de descarga de magnitude e frequência variáveis, com eventos ineficazes abaixo de um limiar de incisão. Exploramos teoricamente como esse comportamento estocástico de curto prazo controla as taxas de incisão em estado estacionário a longo prazo e os perfis do canal de rocha sólida, combinando uma distribuição realista de frequência-magnitude de descarga com um modelo de incisão limitado por desagregação em que a taxa de incisão é uma função potência do esforço cortante basal acima de um esforço cortante crítico. Nosso modelo prevê uma relação de lei de potência entre a inclinação em estado estacionário e a área de drenagem consistente com observações. O expoente dessa lei de potência é independente da média e da variabilidade da descarga, enquanto o fator de amplitude, que controla o relevo da cordilheira, é uma função de lei de potência da média de escoamento (com um expoente de −0,5) e uma função complexa da variabilidade do escoamento. De acordo com evidências de que a incisão ocorre entre 6 e 20% do tempo em rios que incidem rapidamente (>1 mm/ano), nosso modelo prevê que a inclinação do canal é virtualmente insensível à variabilidade do escoamento. A variabilidade do escoamento só pode diminuir a inclinação do canal para taxas de incisão muito lentas e/ou litologias fracas. A relação entre a inclinação do canal e a taxa de incisão é sempre uma lei de potência cujo expoente depende da geometria da seção transversal do canal e da variabilidade do escoamento. Isso contraria modelos que negligenciam a estocasticidade da descarga, nos quais a escala de inclinação-incisão é determinada pelo expoente da lei de incisão. Nossos resultados sugerem que mudanças na variabilidade climática não podem explicar um aumento nas taxas de incisão de rocha sólida durante o final do Cenozoico dentro do contexto de um modelo limitado por desagregação.