Amazonasbassängen är en av de mest biologiska mångfalden platser på planeten; dess nästan 8 miljoner kvadratkilometer (3 miljoner kvadrat miles) kan vara hem för så många som 10 procent av världens arter. Under Amazonas berömda trädkronor är det slingrande Amazonflodsystemet – det största i världen, med de högsta utsläppen – viktigt för regionens biologiska mångfald och formar dess landskap.

I allmänhet kan floder ses som antingen erodera sina kanaler eller bygga upp dem, och mängden sediment de bär kan definiera vilket av dessa två tillstånd de befinner sig i. Om en flod bär massor av sediment utan mycket vatten, kommer den att avsättas sedimentet och bygga upp dess översvämningsslätter. Alternativt, om en flod forsar utan mycket sediment, kommer den att skära sig i sina stränder och bäddar, skära ut en dal och överge terrasser ovanför flodbädden.

När det gäller Amazonflodens system har det ett lapptäcke av djupa kanaler och breda sedimentterrasser som kan höja sig tiotals meter över vattnet och bilda frånkopplade öar som flyter mellan floder. Systemets lapptäckelandskap kan vara ett resultat av floders förvånansvärt kvicka svar på svängningar i klimatet under den senaste istiden, enligt en ny studie av Goldberg et al. När klimatet förändrades under den här tidsperioden kunde det ha fått floderna att erodera och sedan förändras för att börja bygga upp sina översvämningsslätter. Resultaten av denna nya studie kan hjälpa till att förklara inte bara Amazonas landskap utan också dess biologiska mångfald och kan häva antaganden om hur Amazonas byggdes.

Att bygga upp och sedan riva

För många stora floder är att omforma en flodkanal efter en övergång från erosion till deponering en långsam process som tar hundratusentals år. På grund av det anses stora floder vanligtvis reagera för långsamt för att återspegla snabba klimatförändringar, såsom svängningar mellan glaciala och interglaciala perioder.

Författarna utmanar tanken att Amazonas är för stort för att förändras. För att testa sin hypotes kombinerade forskarna modellering av flodflöden och sedimentbelastning med topografiska analyser, och undersökte hur landskap kunde utvecklas som svar på ett förändrat klimat. Till sin förvåning fann de att Amazonas kunde ha övergått från att erodera till att bygga på tiotusentals år, vilket lätt är tillräckligt snabbt för att återspegla klimatförändringar, säger Samuel Goldberg, en geomorfolog från Massachusetts Institute of Technology som ledde studien.

"Vi fann att Amazonas genomsnittliga svarstid bara är några tiotusentals år, vilket är avsevärt kortare än 100 000-årsperioden med glaciationscykler", sa Goldberg.

Deras resultat markerar en grundläggande förändring i forskarnas förståelse av landskapsutvecklingen i Amazonas och potentiellt för andra stora floder.

"Landskapet registrerar dessa stora svängningar i klimatet, som vi inte riktigt trodde skulle ha hänt med Amazonfloden. Det fanns ett antagande om att stora floder som denna var motståndskraftiga mot snabba klimatförändringar", säger José Constantine, geomorfolog vid Williams College som inte var involverad i studien.

Mönstret av distinkta landformer skapade av floder och klimatsvängningar kunde ha bidragit till habitatfragmentering. Branta, djupa flodkanaler kan fungera som barriärer för vissa arter. Med tiden kan dessa barriärer leda till isolering och nya evolutionära vägar.

"Det fanns fysiska förändringar [i] landskapet där dessa livsmiljöer förändras, växer, krymper, ansluter", sa Goldberg. Dessa förändringar kunde ha skapat fler nischer för växter och djur att fylla och där de kunde utvecklas.

"Vi lever på en planet som är otroligt känslig för klimatiska och tektoniska förändringar och till och med de förändringar vi påtvingar den direkt. Och dessa förändringar har konsekvenser", sa Konstantin. "Denna studie belyser den potentiella roll som klimatsvängningar kunde ha spelat i evolutionen och i långsiktig livsmiljöutveckling."