Landscapes with highly permeable rocks, such as limestone, or containing lakes are common across the world. They are difficult to accurately simulate with current state-of-the-art landscape evolution models. A significant amount of water is routed in the subsurface and this breaks down the common, and fundamental, assumption that drainage area is a predictable proxy for river discharge. Lakes break another drainage area scaling rule by trapping sediment and interfering with an otherwise predictable sediment flux. As a result, the effective watersheds at the land and groundwater surfaces can differ and the geometry of surface catchments cannot inform landscape evolution alone. 
The development of numerical models that can handle this complexity will augment the range of landscapes and climates we can study effectively.

Three short research questions:

• What are the consequences of lakes for landscape evolution?
• Why are carbonate landscapes so hard to erode away?
• How does groundwater infiltration modify stream erosion?

GFZ collaborators: Dr. David Litwin, Dr. Luca Malatesta

Landschaften mit hochdurchlässigen Gesteinen wie Kalkstein oder mit Seen sind weltweit verbreitet. Sie lassen sich mit den aktuellen Modellen zur Landschaftsentwicklung nur schwer genau simulieren. Ein erheblicher Teil des Wassers fließt im Untergrund, was die gängige und grundlegende Annahme widerlegt, dass das Einzugsgebiet ein vorhersehbarer Indikator für den Abfluss in Flüssen ist. Seen brechen eine weitere Regel zur Skalierung von Einzugsgebieten, indem sie Sedimente zurückhalten und den ansonsten vorhersehbaren Sedimentfluss stören. Infolgedessen können die effektiven Wassereinzugsgebiete an der Land- und Grundwasseroberfläche unterschiedlich sein, und die Geometrie der Oberflächeneinzugsgebiete kann nicht allein über die Landschaftsentwicklung Aufschluss geben. 
Die Entwicklung numerischer Modelle, die mit dieser Komplexität umgehen können, wird die Bandbreite der Landschaften und Klimata, die wir effektiv untersuchen können, erweitern.

Drei kurze Forschungsfragen:

• Welche Auswirkungen haben Seen auf die Landschaftsentwicklung?
Warum sind Karbonatlandschaften so schwer zu erodieren?
Wie verändert die Grundwasserinfiltration die Erosion von Bächen?

GFZ-Mitarbeiter: Dr. David Litwin, Dr. Luca Malatesta