De meest verwoestende bosbrand in de geschiedenis van Colorado begon op 6 september. 2010. Vier dagen lang het verbrandde een gebied van ongeveer 10 vierkante mijl rond Fourmil Canyon. Het vernietigde 168 huizen, meer dan enige eerdere brand in de geschiedenis van Colorado. Verzekeringsclaims bedroegen naar schatting $ 217 miljoen, waardoor het de duurste bosbrand van de staat is.

Maar het was niet het vuur dat James Kaste maakte, universitair hoofddocent geologie bij William &Mary, Fourmil Canyon willen studeren. Het waren de zware regens die erop volgden.

"Er was een intense bosbrand, " Zei Kaste. "Maar daarna volgden jaren van toenemende regenval. Ze hadden sterke onweersbuien in 2011 en 2012 - en toen was er een enorme overstroming in 2013. Dus verschillende wetenschappers begonnen te begrijpen hoe de bodem reageerde op die een-tweetje."

De zomer na de zondvloed, Kaste en geologie-majoor Edward Abrahams '15 reisden naar Fourmil Canyon om grondmonsters te verzamelen. De studie van de bodem op de locatie werd later het afstudeerproject van Abrahams. Het William &Mary-team werd vergezeld door onderzoekers van Williams College en de University of Connecticut.

Ondersteund door het Keck Geology Consortium, een multi-college undergraduate onderzoeksinitiatief, het project was gericht op het begrijpen van de geomorfische effecten van extreme bosbranden gevolgd door catastrofale overstromingen. Het onderzoek van Abrahams en Kaste wordt gepubliceerd in Processen en landvormen op het aardoppervlak , het tijdschrift van de British Society for Geomorphology, later dit jaar.

"Onze focus was om de bodemerosie te beschrijven na dit brand-overstromingsscenario, Kaste zei. "De neerslag viel relatief gelijkmatig over het landschap in ons studiegebied, dus de hele grond was getroffen door hevige regenval, maar niet alle grond was door het vuur getroffen. We analyseerden bodems van de niet-verbrande en verbrande gebieden en gebruikten isotopische kenmerken van erosie om te meten hoeveel grond verloren was gegaan."

Wat ze vonden was een relatie tussen brand en overstromingen die "het potentieel heeft om toekomstige erosiesnelheden substantieel te veranderen" in de regio, schreven ze later in de studie. Hun onderzoek toonde aan dat de gebieden die het heetst verbrandden, een erosiesnelheid hadden die ongeveer honderd keer hoger was dan de natuurlijke erosiesnelheid van de regio op langere termijn.

"De branden veranderen de bodemeigenschappen, " legde Kaste uit. Gebieden met dichte vegetatie, zoals de op het noorden gerichte hellingen van Fourmile Canyon, zorgen voor meer brandstof voor bosbranden, waardoor de vuren heter en sneller branden. Een intense, snel bewegend vuur zal de organische laag aan het bodemoppervlak verbranden, Kaste zei, waardoor de bodem effectief waterafstotend wordt. In plaats van dat water de grond doorweekt, het snijdt erin.

"De bodem wordt hydrofoob, "Zei Kaste. "Dus het water sijpelt niet in de grond. Toen de regens dat vuur volgden, de bodem kon het water niet opnemen en liep dus weg in rivieren en wegen. Huizen werden vernield, eigendom werd beschadigd en auto's werden een deel van de sedimentbelasting van de rivieren."

Zowel bosbranden als zware regenbuien zullen naar verwachting in frequentie en hevigheid toenemen met veranderende klimaatomstandigheden, zei Kaste. Sinds 1970, de bosbranden in de regio zijn verviervoudigd in frequentie en omvang, terwijl het verbrande gebied meer dan verzesvoudigd is.

"Dit gaat veel meer en met veel meer intensiteit gebeuren, "Zei Abrahams. "Dat is een van de grotere afhaalrestaurants die ik van deze hele ervaring heb gekregen. Het is belangrijk onderzoek om vooruit te kijken naar de toekomst en te weten wat de effecten zullen zijn en hoe dat ons kan helpen voorkomen, of op zijn minst verzacht ze."

Kaste zegt dat degenen die huizen in het gebied willen bouwen, rekening moeten houden met de nabijheid van dicht bos en stromend water.

"Als je daar een huis zou bouwen, "Zei Kaste. "Je zou geen bos om je heen willen en je zou ver boven het beekdal willen zijn."

Als niet, de huiseigenaar loopt het risico op overstromingen, zelfs als hun eigendom een ​​natuurbrand overleeft, hij zei.

"Het heeft me zeker waardering gegeven voor de effecten die vuur kan hebben en wat de implicaties zijn voor mensen die op die plaatsen wonen, "Zei Abrahams. "Het geeft je een waardering van de kosten van levensonderhoud op zo'n mooie plek."