Вклад прочности горных пород в формирование топографической формы и эрозию после лесных пожаров.

Местоположение USGS: https://www.usgs.gov/media/videos/con... --- Обычно считается, что прочность горных пород влияет на геоморфологические процессы, определяя эрозионную устойчивость ландшафтов. Однако вклад прочности горных пород в топографическую форму часто игнорируется, главным образом потому, что прочность горных пород сложно количественно оценить в широких пространственных масштабах, имеющих отношение к геоморфологии. Хотя лабораторные испытания легко провести на небольших неповрежденных кусках горных пород, интеграция разрывов (трещин, плоскостей напластования, выветривания) в конечном итоге ограничивает прочность горных пород в масштабах обнажений значениями на порядки ниже тех, которые можно количественно оценить лабораторными методами. Из-за отсутствия подходов к количественной оценке зависящей от масштаба прочности горных пород взаимозависимость прочности горных пород, эрозии и топографии остается в значительной степени нерешенной. В данной работе представлен новый подход к оценке механических свойств горных пород, сочетающий в себе различные пространственные масштабы и методы исследования поверхности и недр, включая скорости распространения поперечных волн в недрах, значения твердости по Шмидту и наблюдения за характеристиками трещин в обнажениях с помощью геологического индекса прочности (GSI). Для суммирования вклада прочности неповрежденных (нереформированных) пород, а также структуры трещин и поверхностного выветривания в масштабе обнажения, мы адаптируем критерий Хука и Брауна для количественной оценки прочности на сдвиг в масштабе обнажения как функции глубины. Мы применяем эти подходы к Западным Поперечным хребтам южной Калифорнии, США, где количественно оцениваем сильные градиенты прочности горных пород в масштабе ландшафта, связанные с первоначальной глубиной залегания обломочных осадочных пород. Затем мы оцениваем вклад этого градиента прочности горных пород в топографическую форму и эрозию, вызванную пожаром Вулси 2018 года. Мы количественно оцениваем эрозию после лесных пожаров с помощью повторных аэрофотосъемок с использованием лидара и документируем положительные взаимосвязи между эрозией, нормированной по площади, прочностью горных пород и уклоном русла. Мы предполагаем, что прочность горных пород выражается как разница в уклоне, которая определяет эрозионную способность русел переносить наносы. Хотя приповерхностные материалы обладают некоторой внутренней эрозионной способностью, в естественных ландшафтах прочность горных пород и уклон становятся взаимосвязанными, причем уклон доминирует в эрозионном отклике после лесного пожара.