La erosión después de incendios forestales severos puede ser la fuerza dominante que da forma a los paisajes montañosos boscosos del Intermountain West de EE. UU., Sugiere un nuevo trabajo de investigación realizado por dos geocientíficos de la Universidad de Arizona.
El estudio es el primero en evaluar el impacto de los incendios forestales en tales paisajes al combinar varias formas diferentes de medir las tasas de erosión a corto y largo plazo, dijo el coautor del estudio, Jon Pelletier, profesor de geociencias de la UA.
Después del incendio de Las Conchas en 2011 en Nuevo México, el suelo y las rocas se erosionaron de las cuencas hidrográficas quemadas más de 1,000 veces más rápido que las de las cuencas hidrográficas no quemadas cercanas, descubrió el equipo. La mayor parte de la erosión ocurrió en el primer año después del incendio.
Caitlin Orem había estado estudiando la erosión en siete cuencas hidrográficas de montaña cerca de Valles Grande de Nuevo México, pero no se centró en los incendios forestales. Cuando el incendio de Las Conchas quemó dos de sus áreas de estudio, aprovechó la oportunidad para comparar las tasas de las cuencas hidrográficas que fueron despojadas detierra y rocas antes y después de un incendio forestal severo.
"Sabíamos que los incendios forestales aumentaban la tasa de erosión, pero no sabíamos lo importante que era a largo plazo", dijo la primera autora Orem. La investigación fue parte de sus estudios de doctorado en el Departamento de Geociencias de la UA.
"Fue una gran oportunidad para aprender mucho sobre los incendios forestales. Hay muy pocas veces que se puede ver un cambio tan grande y realmente se puede documentar".
Orem y Pelletier calcularon las tasas de erosión total para su área de estudio para escalas de tiempo de hasta 1 millón de años. Los científicos descubrieron que más del 90 por ciento de la erosión ocurrió en los intervalos de tiempo geológicamente breves justo después de los incendios forestales. Esos intervalos posteriores al incendio.constituía solo el 3 por ciento del tiempo total.
La investigación es parte del Observatorio de la Zona Crítica de la UA Santa Catalina Mountains & Jemez River Basin, un proyecto financiado por la National Science Foundation.
Pelletier, codirector de la CZO, dijo: "Creo que podemos generalizar esto a paisajes similares en el Intermountain West: paisajes que son boscosos, tienen muy poco terreno desnudo y tienen pocas áreas con pendientes más pronunciadas que aproximadamente 25grados "
El documento, "El predominio de la erosión posterior a los incendios forestales en la denudación a largo plazo de la Caldera de Valles, Nuevo México", por Orem, ahora geólogo de BP en Anchorage, Alaska y Pelletier, ha sido aceptado para su publicación enel Revista de Investigación Geofísica: Superficie de la Tierra , una publicación de la American Geophysical Union.
En 2010, Orem y Pelletier comenzaron a estudiar el papel de la erosión en la escultura de las cuencas hidrográficas de las montañas que drenan en Valles Grande, incluidas las de Redondo Peak y Cerro del Medio.
Pelletier dijo: "El objetivo es determinar el cambio topográfico: el volumen que se ha eliminado o depositado".
Trabajando con el Centro Nacional de Mapeo Láser Aerotransportado, los geocientíficos de la UA utilizaron una tecnología llamada LIDAR Detección y Rango de Luz para crear un mapa digital, o modelo de elevación digital, que muestra el relieve de la superficie del área en ese momento.
Aunque Redondo Peak, una de las áreas de estudio del equipo, ahora tiene crestas empinadas y valles profundos, investigadores anteriores mostraron que Redondo Peak se formó hace 1.24 millones de años como una cúpula volcánica redondeada.
Para calcular las tasas de erosión a largo plazo para Redondo Peak, el equipo necesitaba determinar cuánta roca y tierra habían sido quitadas de la montaña y cuánto tiempo le llevó a ese material eliminarse.
Utilizando el modelo de elevación digital, conocido como DEM, Orem calculó el volumen de material que se erosionó del domo original con el tiempo. Al dividir ese volumen por la edad de la montaña se obtiene la tasa promedio de erosión a largo plazo.
Tal tasa a largo plazo incorpora muchos eventos diferentes en la historia de la montaña. Los investigadores ya sabían que eventos como inundaciones o incendios forestales podrían aumentar las tasas de erosión.
El equipo corroboró su cálculo basado en DEM midiendo cuánto berilio-10 se había acumulado en el suelo. Pelletier dijo que los análisis de berilio-10 proporcionan un "reloj de erosión" a lo largo de miles de años.
Para calcular la tasa de erosión de fondo día tras día en ausencia de perturbaciones, Orem, Pelletier y sus colegas tomaron muestras regulares de agua de la corriente de las cuencas de Redondo Peak de 2008 a 2012. Al medir la cantidad de sedimento suspendidoen el agua, Orem calculó la tasa de erosión de fondo.
Los investigadores encontraron que la tasa de erosión a largo plazo para Redondo Peak era 100 veces mayor que la tasa de fondo, lo que indica que las tasas de erosión en la montaña habían sido mayores en el pasado. Redondo Peak no tuvo incendios forestales durante el tiempo en que el equipo tomó muestras de la corriente.
Una montaña cercana con terreno similar, el Cerro del Medio, tuvo un severo incendio forestal en 2011, lo que le dio al equipo la oportunidad de medir la erosión posterior a los incendios forestales directamente. Después del incendio, el aumento de la erosión fue obvio: rocas del tamaño delos escritorios de oficina habían bajado por las laderas y habían entrado en el prado de abajo.
El equipo ya había hecho un modelo digital de elevación antes del incendio, o DEM, de dos cuencas hidrográficas del Cerro del Medio. El equipo hizo nuevos DEM del paisaje cambiante justo después del incendio y nuevamente 10, 13 y 22 meses después.
Al comparar el DEM previo al incendio con la serie de DEM posteriores al incendio, los científicos descubrieron que la cuenca quemada perdió entre 1,000 y 10,000 veces más rocas y tierra en el primer año después del incendio que una cuenca similar pero no quemada en Redondo Peak.
Los investigadores calcularon que durante un millón de años, si tal erosión posterior a los incendios forestales ocurriera durante un año solo una vez cada 30 a 300 años, se eliminaría suficiente material para esculpir la cúpula original de Redondo Peak en la montaña con incisiones empinadas que es hoy.
"Durante milenios hay una transferencia gradual de tierra de lugares altos a lugares bajos", dijo Pelletier. "La mayor parte de la erosión posterior al incendio se encuentra en la corriente. En el período de tiempo entre incendios, el suelo todavía se mueve, pero se muevepara llenar el agujero creado por la inundación justo después del incendio "
La estimación del equipo de la frecuencia pasada de incendios forestales coincide con lo que otros investigadores encontraron al estudiar los registros naturales de los incendios forestales contenidos en los anillos de los árboles y los sedimentos de los lagos de la región.
Orem dijo: "Otros investigadores han descubierto que en el oeste de los EE. UU., El área que se está quemando y la gravedad de las quemaduras están aumentando. Con ese aumento, esperamos ver más erosión causada por incendios forestales".
La Sociedad Geológica de América también financió parte de la investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Arizona . Original escrito por Mari N. Jensen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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