We present simulations of large‐scale landscape evolution on tectonic time scales obtained from a new numerical model which allows for arbitrary spatial discretization. The new method makes use of efficient algorithms from the field of computational geometry to compute the set of natural neighbours of any irregular distribution of points in a plane. The natural neighbours are used to solve geomorphic equations that include erosion/deposition by channelled flow and diffusion. The algorithm has great geometrical flexibility, which makes it possible to solve problems involving complex boundaries, radially symmetrical uplift functions and horizontal tectonic transport across strike‐slip faults. The algorithm is also ideally suited for problems which require large variations in spatial discretization and/or self‐adaptive meshing. We present a number of examples to illustrate the power of the new approach and its advantages over more ‘classical’ models based on regular (rectangular) discretization. We also demonstrate that the synthetic river networks and landscapes generated by the model obey the laws of network composition and have scaling properties similar to those of natural landscapes. Finally we explain how orographically controlled precipitation and flexural isostasy may be easily incorporated in the model without sacrificing efficiency.

Research Article| August 01, 1989 A physical explanation of the relation between flank uplifts and the breakup unconformity at rifted continental margins Jean Braun; Jean Braun 1Department of Oceanography, Dalhousie University, Halifax B3H 4J1, Canada Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Christopher Beaumont Christopher Beaumont 1Department of Oceanography, Dalhousie University, Halifax B3H 4J1, Canada Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Geology (1989) 17 (8): 760–764. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1989)017<0760:APEOTR>2.3.CO;2 Article history first online: 02 Jun 2017 Cite View This Citation Add to Citation Manager Share Icon Share MailTo Twitter LinkedIn Tools Icon Tools Get Permissions Search Site Citation Jean Braun, Christopher Beaumont; A physical explanation of the relation between flank uplifts and the breakup unconformity at rifted continental margins. Geology 1989;; 17 (8): 760–764. doi: https://doi.org/10.1130/0091-7613(1989)017<0760:APEOTR>2.3.CO;2 Download citation file: Ris (Zotero) Refmanager EasyBib Bookends Mendeley Papers EndNote RefWorks BibTex toolbar search Search Dropdown Menu toolbar search search input Search input auto suggest filter your search All ContentBy SocietyGeology Search Advanced Search Abstract Rift-flank uplifts and the breakup or postrift unconformity are characteristic features of many rifted, passive, or Atlantic-type continental margins, but are not predicted as primary features of simple lithospheric stretching models. The explanations that have been proposed for their origin remain controversial, either because they call upon special circumstances or because they are difficult to test.Plane-strain finite element models are used in this paper to explore the dynamics of lithospheric necking during rifting and rupture. The results agree with the conceptual interpretation that uplift of the rift boundaries to form flank mountains and uplift of the basin responsible for the breakup unconformity are related consequences of regional isostatic compensation of mass that is redistributed during the necking and rupture phases. Although the amplitudes of these uplifts depend on the model parameter values, the relations between and relative signs of these two effects appear to be fundamental.The explanation we propose may have been missed in recent studies because there has been a tendency to concentrate on kinematic stretching models, which assume local isostatic equilibrium through out the rifting process. Such an approach is predicated on the assumption that the lithosphere has an insignificant strength or flexural rigidity during extension, which is not true if our explanation is correct. This content is PDF only. Please click on the PDF icon to access. First Page Preview Close Modal You do not have access to this content, please speak to your institutional administrator if you feel you should have access.

Many cratonic continental fragments dispersed during the rifting and break-up of Gondwana are bound by steep topographic landforms known as 'great escarpments'

Abstract. We present a deep-learning approach based on the physics-informed neural networks (PINNs) for estimating thermal evolution of the crust during tectonic uplift with a changing landscape. The approach approximates the temperature field of the crust with a deep neural network, which is trained by optimizing the heat advection–diffusion equation, assuming initial and boundary temperature conditions that follow a prescribed topographic history. From the trained neural network of temperature field and the prescribed velocity field, one can predict the temperature history of a given rock particle that can be used to compute the cooling ages of thermochronology. For the inverse problem, the forward model can be combined with a global optimization algorithm that minimizes the misfit between predicted and observed thermochronological data, in order to constrain unknown parameters in the rock uplift history or boundary conditions. We demonstrate the approach with solutions of one- and three-dimensional forward and inverse models of the crustal thermal evolution, which are consistent with results of the finite-element method. As an example, the three-dimensional model simulates the exhumation and post-orogenic topographic decay of the Dabie Shan, eastern China, whose post-orogenic evolution has been constrained by previous thermochronological data and models. This approach takes advantage of the computational power of machine learning algorithms, offering a valuable alternative to existing analytical and numerical methods, with great adaptability to diverse boundary conditions and easy integration with various optimization schemes.