In april 2017, een aardverschuiving in Mocoa, Colombia, door een plaatselijke stad gerukt, het doden van meer dan 300 mensen. Nicolás Pérez-Consuegra groeide op ongeveer 570 mijl ten noorden van Santander, Colombia, en was geschokt toen hij de verwoesting op televisie zag. In die tijd, hij liep stage bij het Smithsonian Tropical Research Institute in Panama. Als een ontluikende geoloog die opgroeide met wandelen door de tropische bergen van Colombia, hij vroeg zich af, wat veroorzaakt meer erosie in sommige delen van de bergen dan in andere? En, zijn het tektonische krachten - waar de tektonische platen van de aarde tegen elkaar schuiven, wat leidt tot de vorming van steile bergen - of hoge neerslagsnelheden, die een belangrijkere rol spelen bij het veroorzaken van erosie binnen die regio?

Om die vragen te beantwoorden, is een geologisch begrip nodig van de evolutie van de bergen in Colombia. Tijdens zijn afstudeerstage Pérez-Consuegra bestudeerde de bergen bij de steden Sibundoy en Mocoa in de zuidelijke regio van Colombia. Daar, hij observeerde dichte regenwouden die steile bergen bedekten en veel littekens van aardverschuivingen in de kliffen. Er waren ook veel aardverschuivingen op de weg, waardoor hij geloofde dat de spanning en het vrijkomen van druk langs tektonische breuken het landschap deed schudden en rotsen van het oppervlak verwijderden en in de rivieren wierpen.

Om meer te weten te komen over de krachten die het steile terrein van die regio vormden, Pérez-Consuegra behaalde een doctoraat aan de afdeling Aard- en Milieuwetenschappen (EES) van de Hogeschool voor Kunsten en Wetenschappen. Hij zegt dat de mogelijkheid om zijn eigen onderzoeksideeën te ontwikkelen een van de belangrijkste redenen was waarom hij voor Syracuse University koos. Pérez-Consuegra leidde het onderzoek van begin tot eind, het voorstellen van de onderzoeksvragen, hypothesen en methodologie, met hulp van zijn Ph.D. adviseur Gregory Hoke, universitair hoofddocent en universitair hoofdvoorzitter EES, en Paul Fitzgerald, hoogleraar en directeur van graduate studies in EES. Hij verkreeg ook onderzoeksbeurzen en steun van EES en een aantal externe bronnen, waaronder een National Geographic Early Career Grant en meer, die drie veldexpedities naar Colombia en het analytische werk aan daar verzamelde rotsmonsters volledig financierde.

Pérez-Consuegra en Hoke voerden veldonderzoek uit in het oostelijke deel van de Cordillera van de Colombiaanse Andes. Tijdens die expedities wandelde en reisde het team zowel met de auto als met de boot naar verschillende hoogten om meer dan 50 rotsmonsters te verzamelen. De stenen werden vervolgens naar de Universiteit van Syracuse verscheept en in laboratoria verwerkt om de thermochronologische gegevens te extraheren.

Volgens Pérez-Consuegra, een thermochronometer is als een stopwatch die begint te tikken zodra een steen afkoelt door een bepaald temperatuurbereik, het bijhouden van de tijd die nodig is voor de volgende reis naar het aardoppervlak. Het mineraal apatiet is de radioactieve stopwatch die hij bij zijn studies gebruikt. Enkele kilo's gesteentemonster worden verwerkt om enkele grammen apatiet op te leveren die twee soorten temperatuurafhankelijke stopwatches bevatten, of thermochronometers. Onderzoekers kunnen de erosiesnelheid op lange termijn achterhalen door uit te zoeken hoe snel een rots naar het aardoppervlak beweegt, met behulp van een formule die temperatuur omzet in diepte onder het aardoppervlak en vervolgens diepte deelt door tijd.

Uit de studie van Pérez-Consuegra bleek dat de hoogste erosiesnelheden plaatsvinden in de buurt van de plaatsen met de meest tektonisch actieve breuken. Hoewel neerslag kan werken als een katalysator voor erosie op het oppervlak van de bergen, de belangrijkste kracht die in het spel is, zijn breuken waarbij steen met hogere snelheden diep onder het aardoppervlak wordt opgegraven.

"Tektonisch actieve breuken zorgen ervoor dat de bergen rondom Mocoa omhoog komen en maken het landschap ook steiler. Pérez-Consuegra zegt. Steilere en hogere bergen hebben meer kans op aardverschuivingen. Regenval, en in het bijzonder stortregens, kan aardverschuivingen veroorzaken, maar wat het toneel vormt, zijn de tektonische processen."

Hoke zegt dat hoewel geomorfologen graag zouden denken dat de hoeveelheid regenval de grootste invloed kan hebben op de vorming van bergen, Het onderzoek van Pérez-Consuegra bewijst dat de interne vervorming van de aarde de belangrijkste factor is.

"Terwijl eerder werk binnen een roos van hoge regenval in de oostelijke Cordillera van Colombia aanvankelijk wees op een sterke klimaatbeheersing van de berggroei, Het werk van Nicolás breidde dezelfde soorten waarnemingen uit naar een andere neerslaghotspot op meer dan 250 mijl afstand en ontdekte dat de snelheid waarmee gesteente naar de oppervlakte wordt getransporteerd afhankelijk was van breukactiviteit, en niet de hoeveelheid neerslag, ' zegt Hoek.

Perez-Consuegra, die in het najaar een postdoctoraal fellowship in milieuwetenschappen aan het MIT start, merkt op dat geologische kennis essentieel is om te voorspellen welke gebieden in een tropisch gebergte meer vatbaar zijn voor aardverschuivingen, aardbevingen en vulkaanuitbarstingen, en de catastrofale gevolgen die deze gebeurtenissen kunnen hebben voor de omringende bevolking.

"Het is belangrijk om te investeren in betere geologische kartering in tropische bergen, om de ruimtelijke verdeling en geometrieën van tektonisch actieve fouten beter te begrijpen, ' zegt Pérez-Consuegra.

Lees meer over het onderzoek van Pérez-Consuegra in het tijdschrift tektoniek :"De zaak voor tektonische controle op erosie-opgravingen in de tropische noordelijke Andes op basis van thermochronologische gegevens."