Sabemos menos sobre el suelo debajo de nuestros pies que sobre la superficie de Marte, pero una nueva investigación realizada por geocientíficos de la Universidad de Colorado Boulder arroja luz sobre este mundo oculto desde las cumbres hasta los pisos de los valles y muestra cómo la lluvia da forma a la parte de nuestro planeta.planeta que está más allá de donde podemos ver.
La Tierra es conocida popularmente como la "tercera roca del sol", pero la roca dura es rara en la superficie del suelo. Los científicos han bautizado la vegetación, el suelo y los escombros que almacenan el agua que oculta el interior rocoso de la Tierra de la "zona crítica"."El nombre honra el hecho de que esta zona es simultáneamente esencial para la vida y está conformada por organismos vivos. El carácter de la zona crítica, particularmente su profundidad, controla cómo se almacena el agua subterránea y se libera a las corrientes".
El agua subterránea proporciona los suministros de agua que son el alma de la agricultura y la industria en la nación, y de hecho en todo el mundo. Pero el agua subterránea en sí misma no es pasiva. Reacciona con la roca a lo largo de su camino, y al hacerlo ambas transforman químicamente la rocay recoge minerales y nutrientes disueltos.
Los investigadores se inspiraron para estudiar las diferencias fundamentales entre dos Observatorios de Zona Crítica CZO apoyados por la Fundación Nacional de Ciencias. En el CZO de Boulder Creek en Colorado Front Range, se puede encontrar roca fresca debajo de una capa delgada de tierra y roca rotaeso cubre uniformemente las laderas. En el Calhoun CZO en el piedemonte de Carolina del Sur, la roca fresca está muy por debajo de la superficie, y la zona crítica se hincha densamente bajo las crestas de las crestas y se adelgaza bajo los fondos de los valles. Y los suelos de Colorado son de color marrón grisáceo y rocoso,en contraste con las arcillas rojas de Carolina del Sur.
Los investigadores de CU Boulder se propusieron comprender por qué esta capa de tierra que sustenta la vida y almacena el agua y la roca erosionada subyacente varían tanto de un lugar a otro. Los coautores incluyeron al distinguido profesor Robert S. Anderson del Departamento de CU Boulderde Ciencias Geológicas, Profesor Académico del Presidente, Profesor Harihar Rajaram del Departamento de Ingeniería Civil, Ambiental y Arquitectónica de CU Boulder, y la Profesora Suzanne P. Anderson del Departamento de Geografía de CU Boulder.
"Nuestro objetivo era crear un modelo para explicar por qué ocurren estas diferencias", dijo Suzanne Anderson.
Los investigadores se centraron en una de las diferencias más obvias entre los dos sitios: el clima. Crearon un modelo numérico para probar si la lluvia mucho mayor en el sureste podría explicar las grandes diferencias en la profundidad de la meteorización. En el modelo,El agua de lluvia se rastrea a medida que se filtra a través del paisaje y hace que los minerales de roca se erosionen o se transformen en arcilla. Debido a que los procesos de meteorización son lentos, también fue necesario incluir la formación de suelo y la erosión.
"La meteorización del lecho de roca puede ser el proceso geológico más importante, ya que produce el suelo del que dependemos para nuestra existencia", dice Richard Yuretich, director del programa NSF Critical Zone Observatories, que financió la investigación.
Los resultados, publicados hoy en un número especial de la revista Procesos hidrológicos dedicado al papel del agua en la zona crítica, muestra que se forma una zona crítica poco profunda de tipo Colorado en condiciones secas, mientras que una zona crítica espesa y ondulada de tipo Carolina del Sur se forma en condiciones húmedas.
En otras palabras, el modelo logra explicar las diferencias drásticas en estos paisajes. La conectividad del sistema cautivó al equipo de investigación.
"Es fascinante cómo los patrones simples en el grosor de la zona crítica responden al clima, a la erosión, y sin duda a los procesos que aún no hemos considerado", dijo Suzanne Anderson, quien también es miembro del Instituto de Investigación Ártica y Alpina de CU BoulderINSTAAR. "Ser capaz de predecir estos patrones de meteorización nos coloca en una posición de comprender las cosas que nos importan, desde el suministro de agua hasta el mantenimiento de suelos saludables".
"Los recursos del suelo son preciosos", dijo Robert Anderson, también miembro de INSTAAR. "Uno de los aspectos del paisaje que tuvimos que adoptar en este esfuerzo de modelado es que lleva miles de años generar el suelo que tenemos. Siestá raspado o mal utilizado, no será reemplazado en escalas de tiempo humanas. La mala gestión significa que nunca lo recuperarás ".
"Pero para mí", dijo, "es lo suficientemente interesante y satisfactorio como para explicar por qué puedes cavar un hoyo de 20 pies de profundidad con una pala en Carolina del Sur, y tienes que recurrir a un hacha dentro de 2 piesen Colorado. Se trata del clima "
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Materiales proporcionado por Universidad de Colorado en Boulder . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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