Результаты, которые были недавно опубликованы в журнале Geology, предполагают, что эрозия не всегда может быть медленным и устойчивым процессом, а скорее может происходить внезапными и быстрыми всплесками из-за экстремальных погодных явлений, таких как столетние и тысячелетние штормы.«В каньоне Боулдер и подобных районах большая часть переноса наносов вниз по склонам происходит во время этих редких, прерывистых явлений после сотен лет выветривания, приводящего к образованию отложений», — сказала Сюзанна Андерсон, научный сотрудник Института альпийских и арктических исследований ( INSTAAR) и соавтор нового исследования. «Шторм 2013 года предоставил уникальную возможность увидеть движение наносов в действии».В исследовании подчеркивается недооцененная важность нечастых экстремальных погодных условий в формировании природных объектов, таких как каменистые склоны, выстилающие каньон Боулдер.«Скорость долговременной эрозии в этой области составляет около двух десятых дюйма в столетие — это меньше толщины человеческого волоса в год», — сказал Андерсон. «Потребовался сильный шторм, чтобы мобилизовать накопившиеся отложения таким образом, чтобы мы могли измерить их напрямую».
Для проведения измерений исследователи использовали топографические карты с высоким разрешением, созданные с помощью лазерной технологии LiDAR (Light Detection and Ranging). Данные LiDAR, собранные в ноябре 2013 года Федеральным агентством по чрезвычайным ситуациям (FEMA), сравнивались с набором данных, собранным в 2010 году обсерваторией критической зоны Боулдер-Крик.
Шторм 2013 года выпал от 7 до 18 дюймов осадков в районе Фронт-хребта Колорадо за пятидневный период, что эквивалентно среднегодовому количеству осадков для большей части региона. Дождь вызвал более 1100 оползней различных размеров, вызвал наводнения в каждой реке и нанес серьезный материальный ущерб в округах Боулдер и Лаример и их окрестностях.
Исследователи изучили 120 отдельных оползней на территории площадью 39 квадратных миль к западу от Боулдера и обнаружили, что отдельные оползни варьируются от небольших (удалено около 350 кубических футов осадка) до больших (удалено около 740 000 кубических футов). Крупнейшие оползни сметали склоны, вбирая в себя дополнительную воду и наносы и создавая опасные, быстро движущиеся потоки мусора.«По нашим оценкам, скорость некоторых из этих обломков составляет около 10 метров в секунду, что соответствует скорости бега спринтера Усэйна Болта», — сказал Андерсон, который также является доцентом кафедры географии CU-Boulder. «Они невероятно разрушительны, потому что происходят так быстро, и при запуске потока нет системы предупреждения».
Размер и скорость селевых потоков контрастируют с медленными темпами процессов, которые производят отложения.«Из измерений бериллия-10, изотопа, образующегося в незначительных количествах в кристаллах кварца космическими лучами, которые постоянно бомбардируют поверхность Земли, мы знаем, какова нормальная скорость выветривания. Увидеть такое количество отложений, перенесенных со склонов за один раз, означает что это не может происходить часто », — сказал Андерсон.
Скотт Андерсон, бывший научный сотрудник кафедры географии CU-Boulder; и Роберт Андерсон, профессор кафедры геологических наук CU Boulder и научный сотрудник INSTAAR, были соавторами исследования.Национальный научный фонд финансирует обсерваторию критической зоны Боулдер-Крик (BcCZO), которая способствовала проведению исследования.