De modderstromen die volgen op bosbranden in Zuid-Californië kunnen dodelijk en moeilijk te voorspellen zijn. Nieuw onderzoek kan ambtenaren helpen bij het identificeren van gebieden die vatbaar zijn voor deze modderstromen en kunnen reageren voordat zich een ramp voordoet. volgens wetenschappers.

modderstromen, of puinstromen, kan optreden wanneer regen de ophoping van sediment in berggeulen wegspoelt. Ongeveer gelijke delen water en sediment, puinstromen zijn sterk genoeg om grote rotsblokken bergafwaarts te dragen en gemeenschappen op of nabij de bergen te bedreigen. Het puin stroomt in januari 2018 dat Montecito trof, Californië, doodde 23 mensen en veroorzaakte honderden miljoenen dollars aan schade. De autoriteiten schrijven de modderstromen toe aan de bosbranden die de afgelopen maand door het gebied raasden.

Vegetatie houdt het sediment tegen in deze steile landschappen, maar als de vegetatie brandt tijdens een bosbrand, zwaartekracht transporteert het sediment van de hellingen naar het kanaal in een proces dat het laden van droog sediment wordt genoemd, zei Roman DiBiase, assistent-professor geowetenschappen aan Penn State.

In steile landschappen zoals die in Zuid-Californië, droge sedimentbelasting speelt een grotere rol bij de ernst van modderstromen na natuurbranden dan regenval, ondiepe aardverschuivingen en brandwonden, volgens de wetenschappers. Ze rapporteerden hun bevindingen in het februarinummer van Geologie .

"De kanalen zijn meestal bedekt met kasseien en keien die niet gemakkelijk of heel vaak met stormen bewegen, " zei DiBiase. "Het getransporteerde sediment dat achter de vegetatie zat, is veel fijner, dus uiteindelijk vul je het kanaal met fijnkorrelige materialen die het gemakkelijker maken om een ​​puinstroom in het kanaal zelf te starten."

DiBiase en Michael Lamb, hoogleraar geologie aan het California Institute of Technology, keek naar drie lidar-datasets van de westelijke San Gabriel Mountains. Lidar houdt in dat je met een laserscanner over een landschap vliegt en het terugkerende licht waarneemt. Hiermee kunnen wetenschappers de topografie met een hoge resolutie reconstrueren.

De datasets zijn verzameld vóór de Stationsbrand van 2009, onmiddellijk na de brand en voor de eerste regenval, en dan zes jaar later, nadat regenval had geleid tot erosie en puinstromen.

De onderzoekers vonden wijdverbreid bewijs dat het laden van droog sediment overal van 3 tot 10 voet puin aan bergkanalen toevoegde, die vervolgens werden weggespoeld door regenval. Kanaalopheldering was afwezig in gebieden waar geen droge sedimentbelading optrad.

Autoriteiten kunnen lidar gebruiken als een snelhulpmiddel om patronen van sedimentbelasting na een brand in kaart te brengen en te beslissen welke berggeulen moeten worden vrijgemaakt voordat een storm losbarst, aldus DiBiase.

De studie suggereert dat het begrijpen van hoe het landschap zal reageren op een veranderend klimaat meer afhangt van de snelheid van bodemregeneratie dan van toekomstige stormen.

"De meeste modellen gaan ervan uit dat je op de heuvel volledig met aarde bedekt bent, dus je hebt een oneindig reservoir aan materiaal om uit te putten, " zei DiBiase. "Onze studie toont aan dat, tenminste in de steile landschappen, er is een eindige hoeveelheid materiaal op de heuvel."

De huidige vuurfrequentie - of tijd tussen branden - in landschappen in Zuid-Californië geeft het gesteente voldoende tijd om te eroderen en grond te worden, en vegetatie om terug te groeien om de grond op zijn plaats te houden, vervolgde DiBiase.

"Als de brandfrequentie in Zuid-Californië verdubbelt, als het volgende vuur toeslaat, de hopen sediment die zich achter de planten hebben opgehoopt zijn slechts halfvol, "zei hij. "Dus, het volume van puinstromen dat eruit komt zal niet te hoog zijn. Maar we hebben nog wat werk te doen om te begrijpen wat bepaalt hoe snel het sediment uit gesteente wordt geproduceerd en hoe snel deze stapels vol raken."