Un tubo central que contiene saprolita del subsuelo en el sitio de estudio de Sierra Nevada. Los núcleos se obtuvieron utilizando un sistema push-core de Geoprobe. Crédito:P. Hartsough
Un investigador de la Universidad de Wyoming y su equipo descubrieron que la erosión de la roca subterránea en las montañas del sur de Sierra Nevada de California se produce más debido a la expansión de las rocas que a la descomposición química. como se pensaba anteriormente.
Porosidad, el espacio vacío en la roca, convencionalmente se pensaba que se producía cuando el agua fluía a través de la roca, lo que resulta en minerales que se disuelven químicamente. Debido a que la cuenca hidrográfica de la montaña proporciona grandes depósitos de agua, Los nuevos hallazgos son relevantes para la gestión de los recursos hídricos en los EE. UU.
"Es importante comprender lo que sucede en la capa subsuperficial. Tiene una enorme capacidad para almacenar agua. En paisajes de montaña, la saprolita puede ser lo único que mantiene vivos los bosques durante tiempos de sequía, "dice Cliff Riebe, profesor asociado en el Departamento de Geología y Geofísica de la Universidad de Washington. "Esto se sabe desde hace un tiempo. Lo que no sabemos es '¿Cómo se produce el espacio de almacenamiento?' La saprolita es de difícil acceso. Hay que excavar bajo el suelo. Rara vez se ha estudiado. Es importante comprender esta capa entre el suelo y la roca ".
Saprolita a la que Riebe se refiere como "roca podrida, "es la zona de roca erosionada que retiene las posiciones relativas de los granos minerales del lecho de roca madre y se encuentra entre la capa de suelo y la roca más dura que se encuentra debajo.
Riebe fue autor correspondiente de un artículo, titulado "Producción de porosidad en rocas meteorizadas:donde la deformación volumétrica domina sobre la pérdida de masa química, "que se publicó hoy (18 de septiembre) en Avances de la ciencia , una publicación descendiente de Ciencias . La revista en línea publica importantes, investigación original e innovadora que avanza las fronteras de la ciencia y amplía los estándares de excelencia establecidos por Ciencias .
Los núcleos se obtuvieron utilizando un sistema push-core de Geoprobe. Crédito:A. Malazian
Jorden Hayes, un ex Ph.D. se graduó de la Universidad de Washington y ahora es profesor asistente de ciencias de la tierra en Dickinson College en Carlisle, Pensilvania., fue el autor principal del artículo. Los escritores contribuyentes incluyeron a Steve Holbrook, ex profesor de geología y geofísica de la Universidad de Washington y ahora profesor y jefe de departamento en la Universidad Virginia Tech; Brady Flinchum, quien era un Ph.D. estudiante de la UW en el momento en que se realizó la investigación; y Peter Hartsough, un científico asistente del proyecto en el Departamento de Tierras, Recursos del aire y del agua en la Universidad de California-Davis.
La deformación volumétrica se define como el material de expansión que sufre durante el proceso de meteorización. La roca que es completamente sólida no tiene porosidad. Comprender cómo se produce la porosidad por la deformación volumétrica y la pérdida de masa es importante en una amplia gama de problemas en hidrología. biogeoquímica, ecología y geomorfología, Dice Riebe.
Lo que los científicos han asumido comúnmente, Riebe dice, es que la expansión de las rocas no es tan importante. Lo que descubrieron Riebe y su equipo es que la expansión de las rocas domina el proceso de meteorización real en la región de estudio.
"La expansión es difícil de medir, por lo que se ha ignorado en trabajos anteriores, "Explica Riebe.
"La roca se está expandiendo a más del doble del volumen inicial a medida que envejece, ", Dice Hayes." Esto es sorprendente porque no solemos pensar en la expansión de la roca hasta tal punto, y los científicos piensan convencionalmente que la erosión de las rocas está dominada por la disolución química a medida que el agua de lluvia fluye desde el subsuelo ".
Los datos de refracción sísmica se recopilan de geófonos que registran la llegada de energía enviada a través del subsuelo poco profundo por golpes de maza en la superficie. Alec Spears (izquierda) y Troy Covill eran estudiantes de la Universidad de Wyoming en el momento del estudio. Cliff Riebe, profesor asociado en el Departamento de Geología y Geofísica de la UW, y su equipo de investigación descubrió que la erosión de las rocas del subsuelo en las montañas del sur de Sierra Nevada de California se debe más a la expansión de las rocas que a la descomposición química. como se pensaba anteriormente. Crédito:Russell Callahan
Raíces de árbol, por ejemplo, puede causar la expansión de la roca abriendo el material de saprolita. El agrietamiento del hielo durante el invierno causaría el mismo efecto.
"Creemos que parte de la historia es que la vegetación está haciendo esto en elevaciones más altas, "Dice Riebe." Creemos que será menos importante en las elevaciones más bajas. No esperamos tanto enraizamiento, por tanto, menos expansión volumétrica y más pérdida de masa química. Esto conduce a nuevos descubrimientos potenciales ".
La investigación, que ha estado en curso desde 2011, se basa en la información existente sobre la meteorización y los procesos de superficie en el Observatorio de la Zona Crítica de la Sierra Sur.
"Nuestro hallazgo es especialmente emocionante si pensamos en otros paisajes que también pueden estar sujetos a estos mecanismos físicos y tienen la capacidad de almacenar grandes volúmenes de agua". "Dice Hayes.
"La saprolita en las montañas del sur de Sierra Nevada es una fuente de agua para los ecosistemas y los seres humanos. Entenderla es importante, "Dice Riebe." El clima está cambiando. Nos ayuda a comprender un importante depósito de agua en el oeste de Estados Unidos ".
