A medida que las placas tectónicas se deslizan unas sobre otras, los ríos que cruzan las fallas cambian de forma. El terreno cambiante extiende los cauces del río hasta que el agua rompe su curso y fluye hacia nuevos caminos.

En un estudio publicado el 9 de julio en Ciencias , Los investigadores de UC Santa Cruz crearon un modelo que ayuda a predecir este proceso. Proporciona un contexto amplio de cómo interactúan los ríos y las fallas para dar forma a la topografía cercana.

El grupo originalmente planeó usar la falla de San Andrés en Carrizo Plain de California para estudiar cómo el movimiento de las fallas da forma a los paisajes cerca de los ríos. Pero después de pasar horas analizando imágenes aéreas y datos topográficos remotos, su comprensión de cómo evoluciona el terreno comenzó a cambiar. Se dieron cuenta de que los ríos juegan un papel más activo en la configuración del área de lo que se pensaba.

"Los ríos son sus propias bestias, e interactúan de formas realmente interesantes con la cinemática y el movimiento a lo largo de estas fallas, "dijo Kelian Dascher-Cousineau, doctorado en sismología estudiante de UC Santa Cruz y autor principal del estudio.

A medida que aumenta la compensación de una falla, alarga los cauces de los ríos y ralentiza el flujo de agua. Con velocidades más bajas, el río transporta menos sedimentos. El material se acumula y finalmente bloquea el camino, obligando al agua a cambiar de curso en un proceso conocido como avulsión.

Esta desviación ocurre rápidamente, y las inundaciones inesperadas pueden fácilmente volverse destructivas para las comunidades cercanas.

En los últimos años, Los geomorfólogos han obtenido una idea más clara de cómo ocurren estas avulsiones en diferentes tipos de ríos. Pero identificar patrones a largo plazo en la forma en que los ríos responden al movimiento de fallas sigue siendo un desafío.

"Realmente no se pueden observar canales durante miles de años seguidos, "dijo Dascher-Cousineau. Para compensar esa incapacidad, los investigadores utilizaron el pasado bien estudiado de la falla de San Andrés en Carrizo Plain para probar su modelo.

"Tenemos una historia que conocemos muy bien de los terremotos, y podemos usar eso como un experimento natural para ver qué están haciendo los canales en estas escalas de tiempo geomorfológicamente relevantes, "dijo Dascher-Cousineau.

El grupo examinó de cerca imágenes y mapas de Carrizo Plain y comenzó a probar modelos complejos de flujo de río y transporte de sedimentos. Poco a poco eliminaron las variables, finalmente identificando los elementos más importantes del sistema. El modelo resultante introduce un nuevo marco para pensar en cómo interactúan los ríos y las fallas activas.

"La mayoría de los sismólogos suelen tener la opinión de que la superficie de la Tierra es una cosa pasiva que simplemente responde a la falla, "dijo Noah Finnegan, profesor de Ciencias de la Tierra y planetarias en UC Santa Cruz y coautor del estudio.

"Este documento abrazó el hecho de que los ríos cambian constantemente y pudo demostrar que la coevolución del desvío de la falla y el río nos proporciona información que no pudimos obtener anteriormente, ", dijo." Se obtiene una mejor comprensión de cómo funciona el sistema al reconocer que hay un acoplamiento interesante allí ".

Además de predecir cuándo los ríos que cruzan fallas abandonarán sus canales originales, el modelo también puede ayudar a los científicos a estimar la rapidez con la que los lados de una falla se mueven entre sí, una pregunta importante para muchos sismólogos que puede ser difícil de medir con precisión.

"Si sabe algo sobre el funcionamiento del río, puede obtener restricciones cuantitativas sobre la tasa de deslizamiento en la falla, que es algo que es un objetivo común de los estudios de fallas, "dijo Finnegan." Alternativamente, si sabe algo sobre la velocidad a la que se desliza la falla, puede aprender algo sobre la eficiencia del río para mover sedimentos, que es una pregunta básica en casi todos los estudios de los ríos y es casi imposible de conocer de una manera realmente precisa ".

Aunque aborda cuestiones complejas, el modelo en sí es sorprendentemente sencillo.

"Como ocurre con muchos descubrimientos, una vez que lo veas de la manera correcta, hay una simplicidad increíble, ", dijo Finnegan." Nunca volveré a ver estos paisajes de la misma manera ".

El grupo creó el modelo mientras trabajaba de forma totalmente virtual, un desafío que, según Finnegan, inspiró creatividad.

"Nos vimos obligados a mirar datos topográficos remotos e imágenes aéreas que nos hicieron pensar de una manera más sinóptica sobre esto, " él dijo.

Queda por ver cómo el modelo se ajustará a diferentes regiones y la falla a mayor escala.

"Hemos delineado el conjunto de física que debería funcionar en un rango de condiciones, "dijo Dascher-Cousineau. A continuación, centrarán su atención en nuevos tipos de topografía.