Los geocientíficos de la Universidad de Wyoming han descubierto que la capacidad de retención de agua subterránea de las cuencas hidrográficas de las montañas puede estar controlada por tensiones en la corteza terrestre. Los resultados, que pueden tener ramificaciones importantes para comprender el flujo de los ríos y los sistemas de acuíferos en las cuencas de las tierras altas, aparecen el 30 de octubre ciencia , una de las principales revistas científicas del mundo.
Los científicos realizaron encuestas geofísicas para estimar el volumen de poro abierto en el subsuelo en tres sitios en todo el país. Los modelos de computadora del estado de estrés en esos sitios mostraron un notable acuerdo con las imágenes geofísicas. La sorprendente implicación, dice Steve Holbrook, profesor de la UW en el Departamento de Geología y Geofísica, dice que los científicos pueden predecir la distribución del espacio poroso en el subsuelo de las cuencas hidrográficas de las montañas al observar el estado de estrés en la corteza terrestre. Ese estado de estrés controla dónde se fracturan los subsuelos.se están abriendo, lo que, a su vez, crea el espacio para que el agua resida en el subsuelo, dice.
"Creo que este documento es importante porque propone un nuevo marco teórico para comprender la estructura de porosidad a gran escala de las cuencas hidrográficas, especialmente en áreas con lecho de roca cristalina como granito o gneis", dice Holbrook. "Esto tiene implicaciones importantespara comprender la escorrentía en arroyos, la recarga de acuíferos y la evolución a largo plazo de los paisajes "
James St. Clair, un estudiante de doctorado de la Universidad de Washington, es autor principal del artículo, titulado "Las imágenes geofísicas revelan el control del estrés topográfico de la meteorización de la roca". Holbrook, Cliff Riebe, profesor asociado de geología y geofísica de la Universidad de Washington, y Brad Carr,científico investigador en geología y geofísica; son coautores del artículo.
También contribuyeron investigadores del MIT, UCLA, la Universidad de Hawái, la Universidad Johns Hopkins, la Universidad de Duke y la Escuela de Minas de Colorado.
El lecho rocoso degradado y el suelo juntos forman la capa que sustenta la vida en la superficie de la Tierra comúnmente conocida como la "zona crítica". Dos de los tres sitios de estudio formaban parte de la red nacional del Observatorio de la Zona Crítica CZO - Gordon Gulch enBoulder Creek, Colorado, y Calhoun Experimental Forest, SC El tercer sitio de estudio fue Pond Branch, Maryland, cerca de Baltimore.
"El documento proporciona un nuevo marco para comprender la distribución de fracturas permeables en la zona crítica CZ. Esto es importante porque proporciona un medio para predecir dónde es probable que haya fracturas en el subsuelo capaces de almacenar agua y /o apoyar el flujo de agua subterránea ", dice St. Clair." Dado que no podemos ver el subsuelo sin perforar agujeros o realizar estudios geofísicos, nuestros resultados proporcionan los medios para hacer predicciones de primer orden sobre la estructura CZ en función de la topografía y el conocimiento local o una estimación de las condiciones de estrés tectónico regional ".
La investigación incluyó una combinación de imágenes geofísicas del subsuelo, realizada por el Centro Wyoming para la Hidrología y Geofísica Ambiental de Wyoming WyCEHG, y modelos numéricos de la distribución del estrés en el subsuelo, trabajo realizado en el MIT y la Universidadde Hawai, dice Holbrook.
El equipo realizó estudios de refracción sísmica y resistividad eléctrica para determinar la profundidad del lecho de roca en los tres sitios, que fueron elegidos debido a la topografía variable y el estrés tectónico ambiental. En los dos sitios de la costa este, el lecho de roca mostró una sorprendente relación espejo-imagena la topografía; en el sitio de las Montañas Rocosas, la roca madre era paralela a la topografía. En cada caso, los modelos de tensión predijeron con éxito el patrón de la roca madre.
"Encontramos un acuerdo notable entre las predicciones de esos modelos de estrés y las imágenes de la porosidad en la subsuperficie con geofísica a gran escala, a escala de paisaje", dice Holbrook. "Es la primera vez que alguien realmente mira esto"a escala del paisaje "
St. Clair dice que tuvo la suerte de trabajar con un grupo talentoso de científicos con una amplia experiencia en investigación. Agrega que la experiencia mejoró su capacidad para trabajar con un grupo de personas con antecedentes diversos y mejorar su escritura.
"Nuestros resultados pueden ser importantes para los hidrólogos, geomorfólogos y geofísicos", dice St. Clair. "Hidrólogos, porque proporciona un medio para identificar dónde se puede almacenar el agua o dónde es probable que los caudales sean altos; geomorfólogos, porquenuestros resultados predicen dónde es probable que se aceleren las tasas de intemperismo químico debido al aumento del flujo de fluidos a lo largo de fracturas permeables; y geofísicos, porque señala la influencia potencial de los campos de estrés poco profundos en la respuesta sísmica de la CZ ".
A pesar del descubrimiento, Holbrook dice que aún queda mucho trabajo por hacer para probar este modelo en diferentes entornos.
"Pero, ahora tenemos un marco teórico para guiar ese trabajo, así como datos geofísicos únicos para sugerir que la hipótesis tiene mérito", dice.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wyoming . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :