science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wat zorgt ervoor dat poelen onder watervallen zich periodiek vullen met sediment?

Voorbeeld van sedimentvulling en evacuatie van sediment in een klein watervalplonsbad op Arroyo Seco, San Gabriel-gebergte, Californië. Boven:Dompelbad, vrij van bezinksel, in juni 2006 met zwemmer springen. Bodem:Hetzelfde zwembad gevuld met sediment in maart 2010 na een bosbrand in 2009 die het zwembad met sediment overspoelde. Credit:Top foto credit:Kelin X. Whipple, onderste fotocredit:Michael P. Lamb.

Diepe poelen onder watervallen zijn populaire recreatieve zwemplekken, maar soms kunnen ze gedeeltelijk of volledig gevuld zijn met sediment. Nieuw onderzoek toonde aan hoe en waarom poelen aan de voet van watervallen, bekend als dompelbaden, gaan door natuurlijke cycli van sedimentvulling en evacuatie.

Naast het beïnvloeden van je favoriete zwemgat, dompelbaden hebben ook belangrijke ecologische en geologische functies. Diepe poelen zijn toevluchtsoorden voor vissen en andere waterdieren in de zomermaanden, wanneer de watertemperatuur in ondiepe rivieren dodelijke niveaus kan bereiken. Watervallen kunnen ook sediment in het zwembad vloeibaar maken, mogelijk veroorzakende puinstromen die eigendommen kunnen beschadigen en levens kunnen bedreigen. In de geologische tijd, zwembaden zijn belangrijk omdat de energetische watervalstraal de rotswanden van het zwembad kan eroderen - de waterval langzaam stroomopwaarts bewegend, terwijl tegelijkertijd een diepe kloof in zijn kielzog wordt gecreëerd.

Rapporteren in het journaal Geologie vandaag, Joel Scheingross van de Universiteit van Nevada Reno en Michael Lamb van het California Institute of Technology zorgden voor een nieuw theoretisch raamwerk om te voorspellen wanneer dompelbaden zich vullen met sediment, en wanneer ze vervolgens dat sediment evacueren, waardoor de rotswanden van het zwembad worden blootgesteld aan erosie. Ze toonden aan dat dompelbaden van een waterval de neiging hebben zich te vullen met sediment tijdens bescheiden rivieroverstromingen wanneer sediment wordt getransporteerd in het bereik stroomopwaarts van de waterval, maar de watervalstraal is te zwak om al het sediment dat het stroomopwaarts ontvangt te verplaatsen. In tegenstelling tot, tijdens grote overstromingen, een sterke watervalstraal kan sediment efficiënter naar boven en uit het zwembad verplaatsen, die de aanvoer van sediment van bovenstrooms overtreft, en het blootstellen van gesteente aan erosie.

Scheingross en Lamb toonden aan dat dompelbaden van watervalletjes zich het meest waarschijnlijk met sediment vullen na landschapsverstoringen - zoals bosbranden of aardverschuivingen - die grote toevloed van sediment naar rivieren veroorzaken, of tijdens langdurige droogtes wanneer rivieroverstromingen zeldzaam zijn. Deze informatie is nuttig voor wetenschappers en landbeheerders die geïnteresseerd zijn in het behoud van leefgebieden en het verminderen van natuurlijke gevaren. Ze toonden ook aan dat gesteenteerosie in dompelbaden waarschijnlijk alleen optreedt tijdens grote, zeldzame overstromingen, die de neiging hebben om elke 10 jaar of zelfs minder vaak te gebeuren. Daarom, de langzame mars van watervallen stroomopwaarts over geologische tijd gebeurt waarschijnlijk met horten en stoten met een cadans die wordt bepaald door extreme overstromingen.