Um tubo central contendo saprólito da subsuperfície no local de estudo de Sierra Nevada. Os núcleos foram obtidos usando um sistema push-core Geoprobe. Crédito:P. Hartsough
Um pesquisador da Universidade de Wyoming e sua equipe descobriram que o desgaste da rocha subterrânea nas montanhas de Sierra Nevada do sul da Califórnia ocorre mais devido à expansão das rochas do que à decomposição química. como se pensava anteriormente.
Porosidade, o espaço vazio na rocha, era convencionalmente pensado para ser produzido quando a água flui através da rocha, resultando assim na dissolução química dos minerais. Porque a bacia hidrográfica da montanha fornece grandes reservatórios de água, as novas descobertas são relevantes para a gestão de recursos hídricos em todos os EUA.
"É importante entender o que está acontecendo na camada subsuperficial. Ela tem uma enorme capacidade de armazenar água. Em paisagens montanhosas, o saprólito pode ser a única coisa que mantém as florestas vivas durante os períodos de seca, "diz Cliff Riebe, professor associado do Departamento de Geologia e Geofísica da UW. “Isso já se sabe há algum tempo. O que não sabemos é 'Como o espaço de armazenamento é produzido?' O saprólito é de difícil acesso. É preciso cavar sob o solo. Raramente é estudado. É importante entender essa camada entre o solo e a rocha. "
Saprolite, a que Riebe se refere como "rocha podre, "é a zona da rocha alterada que retém as posições relativas dos grãos minerais da rocha mãe e fica entre a camada de solo e a rocha mais dura embaixo.
Riebe era o autor correspondente de um artigo, intitulado "Produção de porosidade em rocha intemperizada:onde a deformação volumétrica domina a perda de massa química, "que foi publicado hoje (18 de setembro) em Avanços da Ciência , uma publicação descendente de Ciência . O jornal online publica artigos significativos, pesquisa original inovadora que avança as fronteiras da ciência e amplia os padrões de excelência estabelecidos por Ciência .
Os núcleos foram obtidos usando um sistema push-core Geoprobe. Crédito:A. Malazian
Jorden Hayes, um ex-Ph.D. graduado pela UW e agora professor assistente de ciências da terra no Dickinson College em Carlisle, Pa., foi o autor principal do artigo. Escritores contribuintes incluem Steve Holbrook, um ex-professor de geologia e geofísica da UW e agora professor e chefe de departamento da Virginia Tech University; Brady Flinchum, que era um Ph.D. estudante da UW no momento da realização da pesquisa; e Peter Hartsough, um cientista de projeto assistente no Departamento de Terras, Ar e Recursos Hídricos da University of California-Davis.
A deformação volumétrica é definida como o material de expansão sofre durante o processo de intemperismo. A rocha totalmente sólida não tem porosidade. Compreender como a porosidade é produzida por deformação volumétrica e perda de massa é importante em uma ampla gama de problemas em hidrologia, biogeoquímica, ecologia e geomorfologia, Riebe diz.
O que os cientistas geralmente presumem, Riebe diz, é que a expansão das rochas não é tão importante. O que foi descoberto por Riebe e sua equipe é que a expansão nas rochas domina o processo real de intemperismo na região de estudo.
"A expansão é difícil de medir, por isso foi ignorado em trabalhos anteriores, "Riebe explica.
"A rocha lá está, na verdade, se expandindo para mais do que o dobro do volume inicial à medida que sofre desgaste, "Diz Hayes." Isso é surpreendente porque normalmente não pensamos em rochas se expandindo a tal ponto, e os cientistas convencionalmente pensam que o desgaste das rochas é dominado pela dissolução química à medida que a água da chuva flui da subsuperfície. "
Os dados de refração sísmica são coletados de geofones que registram a chegada da energia enviada através do subsolo raso por golpes de marreta na superfície. Alec Spears (à esquerda) e Troy Covill eram alunos da Universidade de Wyoming na época do estudo. Cliff Riebe, professor associado do Departamento de Geologia e Geofísica da UW, e sua equipe de pesquisa descobriu que o desgaste da rocha subterrânea nas montanhas de Sierra Nevada do sul da Califórnia ocorre mais devido à expansão das rochas do que à decomposição química, como se pensava anteriormente. Crédito:Russell Callahan
Raiz da arvore, por exemplo, pode causar a expansão da rocha abrindo o material saprolito. O rompimento do gelo durante o inverno causaria o mesmo efeito.
"Achamos que parte da história é que a vegetação está fazendo isso em altitudes mais elevadas, "Riebe diz." Achamos que será menos importante nas elevações mais baixas. Não esperamos tanto enraizamento, portanto, menos expansão volumétrica e mais perda de massa química. Isso leva a novas descobertas potenciais. "
A pesquisa, que está em andamento desde 2011, baseia-se nas informações existentes sobre processos de intemperismo e superfície no Observatório da Zona Crítica Southern Sierra.
"Nossa descoberta é especialmente emocionante quando pensamos em outras paisagens que também podem estar sujeitas a esses mecanismos físicos e têm a capacidade de armazenar grandes volumes de água, "Hayes diz.
"O saprólito nas montanhas do sul de Sierra Nevada é uma fonte de água para ecossistemas e humanos. Entendê-lo é importante, "Riebe diz." O clima está mudando. Isso nos ajuda a entender um importante reservatório de água no oeste dos EUA. "
