Salar de Uyuni jest tak płaski, że kalibrują na nim satelity. Wyrównują go powodzie i sól

Salar de Uyuni to największa solna równina na Ziemi: ponad 10 tysięcy kilometrów kwadratowych białej skorupy wysoko w Andach. Różnice wysokości na całej tej powierzchni mieszczą się w metrze^[1]. Dlatego naukowcy sprawdzają nad nią wysokościomierze satelitów, zanim zaufają ich wskazaniom nad lodowcami.

Z daleka równina wygląda jak prześcieradło rozciągnięte między górami. Z bliska widać popękaną skorupę soli, a w porze deszczowej cienką warstwę wody, która zamienia ją w lustro. Po jednej stronie jest więc krajobraz niemal pusty, po drugiej wyjątkowo precyzyjny punkt odniesienia.

Biała skorupa na dnie jeziora

Jeszcze 40 tysięcy lat temu w tym miejscu leżało duże jezioro. Gdy klimat stawał się suchszy, poziom wody opadał, a sole zostawały w basenie bez odpływu. Woda parowała, minerały krystalizowały i po jeziorze została biała pokrywa z halitu, czyli soli kamiennej, oraz gipsu. W wielu miejscach ta skorupa ma ponad 10 metrów grubości.

Basen nie ma odpływu do morza. Woda może zniknąć tylko przez parowanie, a wszystko, co rozpuściła, zostaje na dnie. Dlatego sole nie zostały wypłukane, tylko skoncentrowały się w jednym miejscu, aż zaczęły krystalizować.

Pod skorupą zalega gęsta solanka. Miejscowi Aymara zbierali sól z powierzchni od stuleci, a dziś w południowej części równiny pracują prostokątne stawy, w których solankę zatęża się słońcem i wiatrem, żeby wydobyć lit^[2]. Z lotu ptaka wyglądają jak geometryczny rysunek na białym tle.

Powierzchnia nie jest jednolita: wystają z niej nieliczne skalne wyspy, które przerywają gładkość soli.

Pustynia, którą co roku zalewa woda

Roczny opad w tej części Altiplano to mniej niż 200 milimetrów^[3]. Mimo to równina regularnie znika pod wodą. W porze deszczowej na soli stoi warstwa o średniej grubości od 30 do 50 centymetrów^[4].

W porze suchej powierzchnia jest biała i matowa. Po deszczach ciemnieje, bo woda pochłania część światła, a przy spokojnej pogodzie odbija niebo tak dokładnie, że horyzont znika. Zdjęcia z satelitów pokazują tę różnicę wyraźnie: sucha sól jest znacznie jaśniejsza od otoczenia, mokra ciemniejsza. W porze deszczowej równina przyciąga fotografów, którzy szukają odbić nieba.

Woda nie stoi bezczynnie. Rozpuszcza wierzchnią sól, przenosi ją po powierzchni i osadza na nowo, gdy wysycha. Ten coroczny cykl działa jak wielka poziomica: wzniesienia są zbierane, zagłębienia wypełniane, a równina trzyma się jednego poziomu.

Dlaczego równina nie ucieka w górę

Są powody, żeby się podnosiła. Kiedyś dźwigała ciężar jeziora, które wcisnęło skorupę ziemską w głąb. Gdy woda zniknęła, teren zaczął się podnosić. Gdyby nic tego nie równoważyło, samo odbicie skorupy dałoby różnice wysokości rzędu 10 metrów. Do tego dochodzą uskoki tektoniczne, które także powinny porozcinać powierzchnię.

Nie porozcinały, bo powodzie i osadzanie soli pracują szybciej niż ruchy skorupy. Materiał z brzegów basenu jest znoszony do środka i rozkładany cienkimi warstwami. W skali jednego roku to niewiele. W skali tysięcy lat wystarcza, żeby zatrzeć ślady podnoszenia.

Równina nie jest przy tym idealnie gładka. Wzdłuż krawędzi biegnie płytki rów, szeroki na kilometr do trzech i głęboki na 20 do 50 centymetrów. W zachodniej części widać łagodne garby o długości fali około 5 kilometrów i wysokości 20 do 30 centymetrów. Skorupa pęka w wielokąty o średnicy metra lub dwóch, ale same pęknięcia prawie nie zmieniają wysokości terenu. Skąd biorą się garby, nie wiadomo dokładnie; w pracy z 2007 roku ten proces opisano jako słabo rozpoznany.

Ta równowaga nie jest dana raz na zawsze. Gdyby opady ustały na dłużej, sól przestałaby wędrować po powierzchni, a podnoszenie skorupy i uskoki powoli zrobiłyby swoje. Płaskość tej równiny jest więc stanem podtrzymywanym co roku, a nie cechą zapisaną w kamieniu.

Wzorzec dla satelitów

Na Salar de Uyuni kalibrowano przyrządy satelitów ICESat i Envisat^[5]. Wybór nie był przypadkowy. Solna równina odbija światło podobnie jak lód i ma podobnie prostą powierzchnię, więc nadaje się na poligon dla instrumentów, które później mierzą lądolody.

Żeby mieć do czego porównywać pomiary z orbity, zespół badaczy przeprowadził naziemny pomiar GPS na fragmencie równiny. We wrześniu 2002 roku taka kampania objęła obszar o wymiarach 54 na 45 kilometrów. Powstała z niej mapa wysokości, od której można było odjąć wynik satelity i zobaczyć, ile przyrząd się myli.

Nawet tafla wody nie jest idealnie pozioma w sensie geometrycznym. Układa się wzdłuż geoidy, czyli powierzchni równego ciążenia, a jej przebieg w Andach nie pokrywa się z płaszczyzną. Dlatego badacze mierzący głębokość wody z satelity musieli oddzielić to od faktycznego kształtu soli.

Równina ma jeszcze jedną zaletę: jej powierzchnia trzyma się blisko jednego poziomu, więc wyniki z różnych przelotów można porównywać ze sobą. Odchylenia rzędu centymetrów nie chowają się w rzeźbie terenu, bo tej rzeźby prawie nie ma.

Liczby pokazują skalę. Poza kilkoma skalnymi wyspami różnice wysokości na obszarze blisko 10 tysięcy kilometrów kwadratowych nie przekraczają metra. W północno-wschodniej części leży prostokąt 50 na 50 kilometrów, na którym nie widać żadnej rzeźby. Odchylenia wysokości w całym basenie mieszczą się w dziesiątkach centymetrów.

To tłumaczy, dlaczego równina trafiła do prac o teledetekcji. Nie jest cudem natury, który trzeba podziwiać za idealną gładkość. Jest laboratorium, w którym wiadomo, czego się spodziewać.

Co jeszcze kryje sól

Sama skorupa ma średnio około 5 metrów grubości i jest prawie czystym halitem. Pod nią leżą naprzemiennie warstwy mułu jeziornego i twardej soli, sięgające ponad 100 metrów w głąb. To zapis wcześniejszych cykli jeziornych, kiedy basen wypełniał się wodą i znowu wysychał. Sól, którą dziś widzimy na powierzchni, jest tylko cienką pokrywą nad tym archiwum.

Salar de Uyuni jest więc użyteczny nie dlatego, że jest idealnie płaski. Jest użyteczny, bo jego nierówności są małe i co roku przykładane do tego samego poziomu przez wodę i sól.

Źródła

1. ESA, „Uyuni salt flat, Bolivia”, 7 lipca 2017. https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2017/07/Uyuni_salt_flat_Bolivia
2. NASA Earth Observatory, „Lithium Harvesting at Salar de Uyuni”, 27 kwietnia 2019. https://science.nasa.gov/earth/earth-observatory/lithium-harvesting-at-salar-de-uyuni-144976/
3. NASA Earth Observatory, „Salt Flats, Mountains, and Moisture”, 14 kwietnia 2019. https://science.nasa.gov/earth/earth-observatory/salt-flats-mountains-and-moisture-144826/
4. B. G. Bills, A. A. Borsa, R. L. Comstock, „MISR-based passive optical bathymetry from orbit with few-cm level of accuracy on the Salar de Uyuni, Bolivia”, Remote Sensing of Environment 107, 2007. https://misr.jpl.nasa.gov/media/documents/bills2007.pdf
5. NASA Earth Observatory, „An Expanse of White in Bolivia”, 9 grudnia 2014. https://science.nasa.gov/earth/earth-observatory/an-expanse-of-white-in-bolivia-84853/
6. Zdjęcie: Diego Delso, „Salar de Uyuni, Bolivia, 2016-02-04, DD 10-12 HDR”, Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/). Zmiany: kadr 16:9 i zmniejszenie do 1200×675, kadr objęty tą samą licencją. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Salar_de_Uyuni,_Bolivia,_2016-02-04,_DD_10-12_HDR.JPG