Обычно считалось, что пористость, пустота в породе, возникает, когда вода протекает через породу, что приводит к химическому растворению минералов. Поскольку горный водораздел обеспечивает большие резервуары воды, новые результаты актуальны для управления водными ресурсами на всей территории США.S.
"Важно понимать, что происходит в подповерхностном слое. Он имеет огромную емкость для хранения воды.
В горных ландшафтах сапролит может быть единственным, что поддерживает леса во время засухи », – говорит Клифф Рибе, доцент кафедры геологии и геофизики Университета штата Вашингтон. "Это было известно некоторое время. Чего мы не знаем, так это того, как создаются места для хранения?’Сапролит труднодоступен. Вы должны копать под землю.
Это редко изучается. Понимание этого слоя между почвой и камнем очень важно."
Сапролит, который Рибе называет «гнилой породой», представляет собой зону выветрившейся породы, которая сохраняет относительное положение минеральных зерен материнской коренной породы и находится между слоем почвы и более твердой породой под ней.
Рибе был автором-корреспондентом статьи под названием «Образование пористости в выветрившейся породе: где объемная деформация преобладает над химической потерей массы», которая была опубликована сегодня (сентябрь.
18) в Science Advances, новом издании журнала Science. В онлайн-журнале публикуются важные инновационные оригинальные исследования, которые расширяют границы науки и стандарты качества, установленные Science.
Джорден Хейс, бывший доктор философии.D. окончил университет штата Вашингтон и сейчас работает доцентом кафедры наук о Земле в колледже Дикинсон в Карлайле, штат Пенсильвания., был ведущим автором статьи.
Среди авторов, внесших вклад, были Стив Холбрук, бывший профессор геологии и геофизики из Университета штата Вашингтон, а теперь профессор и заведующий кафедрой Технологического университета Вирджинии; Брэди Флинчум, доктор философии.D. студент UW на момент проведения исследования; и Питер Хартсоу, младший научный сотрудник отдела земельных, воздушных и водных ресурсов Калифорнийского университета в Дэвисе.
Объемная деформация определяется как расширяющийся материал в процессе выветривания. Твердая порода не имеет пористости. По словам Рибе, понимание того, как пористость создается за счет объемной деформации и потери массы, важно для решения широкого круга проблем в гидрологии, биогеохимии, экологии и геоморфологии.
По словам Рибе, ученые обычно предполагали, что расширение горных пород не так важно. Рибе и его команда обнаружили, что расширение горных пород определяет фактический процесс выветривания в исследуемой области.
«Расширение сложно измерить, поэтому в предыдущей работе оно игнорировалось», – объясняет Рибе.
«Камень там фактически расширяется более чем в два раза по сравнению с первоначальным объемом по мере выветривания», – говорит Хейс. "Это удивительно, потому что мы обычно не думаем о расширении горных пород до такой степени, и ученые обычно думают, что в выветривании горных пород преобладает химическое растворение, когда дождевая вода течет из-под поверхности."
Например, корни деревьев могут вызвать расширение породы из-за расклинивания сапролита.
Растрескивание льда зимой вызовет тот же эффект.
«Мы думаем, что часть истории состоит в том, что растительность делает это на возвышенностях», – говорит Рибе. "Мы думаем, что на более низких отметках это будет менее важно. Мы ожидаем меньшего укоренения, поэтому меньшее объемное расширение и большая потеря химической массы. Это ведет к новым потенциальным открытиям."
Исследование, которое продолжается с 2011 года, основано на существующей информации о выветривании и процессах на поверхности в обсерватории Южной Сьерра-критической зоны.
«Наше открытие особенно захватывающе, поскольку мы думаем о других ландшафтах, которые также могут быть подвержены этим физическим механизмам и обладают способностью хранить большие объемы воды», – говорит Хейс.
"Сапролит в горах Южной Сьерра-Невада является источником воды для экосистем и людей. Понимание этого важно », – говорит Рибе. «Климат меняется.
Это помогает нам понять важный резервуар для воды в U.S. Запад."