Onderzoek in de Columbia River Gorge toont aan dat het risico op aardverschuivingen niet altijd toeneemt na een bosbrand

Na een bosbrand: de impact op aardverschuivingen

Na een bosbrand is er vaak de aanname dat verbrande landschappen gevoeliger zijn voor aardverschuivingen. Maar nieuw onderzoek van de Universiteit van Oregon suggereert dat dit niet altijd het geval is.

Een analyse van de Columbia River Gorge, die langs de grens tussen Oregon en Washington loopt, toont aan dat steile, rotsachtige waterbekkens in dat gebied al duizenden jaren gevoelig zijn voor puinstromen en steenval. Deze gebeurtenissen namen niet merkbaar toe na de Eagle Creek Fire, die in 2017 gedurende drie maanden 47.000 acres van de kloof verbrandde.

Geoloog Josh Roering van de UO en leden van zijn laboratorium publiceerden hun bevindingen in Science Advances, waarbij ze het belang van context en geologische geschiedenis in risicobeoordelingen voor aardverschuivingen benadrukken. De studie kan ook helpen bij het informeren van veiligheids- en bewustwordingsprojecten in de kloof, zowel in verbrande als niet-verbrande gebieden.

Na de Eagle Creek Fire waren Oregonse landschapsbeheerders bezorgd over aardverschuivingen, vooral in de nabijheid van de Interstate 84-verkeerscorridor die door de kloof loopt. Hun zorgen waren voor een groot deel geïnformeerd door wat er in plaatsen als Zuid-Californië is gebeurd, waar aardverschuivingen na branden hebben geleid tot verwoestende slachtoffers en miljoenen dollars aan schade.

Dit fenomeen kan optreden omdat, naarmate een bosbrand vegetatie en bodembedekking verwoest, hellingen gevoeliger worden voor puinbeweging, erosie en steenval, aldus Roering. Dit kan gemakkelijker worden getriggerd door regen en stormen.

Onderzoek naar puinstromen in de kloof

“Toen Eagle Creek zo’n enorm gebied van de Columbia River Gorge verbrandde, was de natuurlijke vraag: gaat dat hier ook gebeuren?” zei Roering. “De kloof bood een geweldig laboratorium om te onderzoeken hoe vuur invloed heeft op steile en rotsachtige landschappen.”

In het laatste project van zijn laboratorium analyseerden Roering en doctoraatsstudent Maryn Sanders recente puinstromen in de kloof om de waarschijnlijkheid van hellingsbeweging na een brand beter te begrijpen en om te onderzoeken hoe te voorspellen wanneer puinstromen zullen optreden. Puinstromen ontstaan wanneer losse sedimenten – zoals modder, rotsen en ander puin – snel een helling naar beneden bewegen, vaak gevoed door een storm of zware regen.

Sanders en haar team maakten gebruik van een technologie voor afstandswaarneming, bekend als lucht-lidar (light detection and ranging), waarmee ze door de boombedekking konden kijken om de fysieke veranderingen op de grond te analyseren, zoals waar erosie heeft plaatsgevonden.

Dit hulpmiddel, naast veldobservaties, hielp hen om puinstromen in kaart te brengen zodat ze bewegingen in het studiegebied konden beoordelen.

Bij het in kaart brengen van de gegevens ontdekte Sanders dat veel puinstromen geconcentreerd waren in de waterbekkens nabij Dodson, slechts enkele mijlen ten oosten van de Multnomah Falls aan de Oregons kant van de kloof. Dit zijn enkele van de steilste en snelst erosiegevoelige waterbekkens in de staat.

De puinstromen in dat gebied zijn bijzonder frequent en destructief. Ze hebben geleid tot dodelijke slachtoffers en bedreigen bovendien mensenlevens, huizen en infrastructuur, wat het nog vitaler maakt voor staatsinstanties om dit te begrijpen.

Geologische geschiedenis en erosie

Sanders merkte een paar interessante kenmerken van het landschap op terwijl ze de gegevens bestudeerde, wat suggereerde dat vuur misschien niet de meest significante oorzaak van hellingsbeweging in dat gebied is. Het duidde ook aan dat steil, rotsachtig terrein zich anders gedraagt dan hellingen in een gebied zoals Zuid-Californië.

De onderzoekers vonden enorme hoeveelheden sedimentaccumulatie in fanachtige formaties aan de basis van de rotsachtige opvanggebieden in de kloofwaterbekkens. Op het eerste gezicht leken deze kenmerken onopvallend omdat ze bedekt waren met vegetatie, maar met lidar-beelden was het duidelijk dat er iets noemenswaardigs onder de oppervlakte gaande was.

“De grootte en samenstelling van de fans suggereren dat frequente puinstromen zich al duizenden jaren in deze waterbekkens voordoen,” zei Sanders. Ze observeerde ook dat de hellingen sediment veel sneller verzamelden dan meer stabiel terrein, waarschijnlijk door temperatuurfluctuaties die steenval veroorzaken. Dit stelt hen in staat om vaker puinstromen te produceren, meestal om de paar decennia.

Sanders onderzocht de erosiesnelheden in het gebied nauwkeuriger. Ze ontdekte frequente puinstromen gedurende de geologische geschiedenis en zag dat het landschap zich door de duizenden jaren heen consistent had gedragen, iets wat relatief onveranderd bleef na de brand in 2017.

“Omdat we vergelijkbare erosiesnelheden voor en na de brand vonden, geloven we dat de rotsachtige omgeving niet zo gevoelig was voor vuur,” zei ze. “Onze analyse suggereert dat vuur een relatief kleine rol speelt bij het triggeren van deze gebeurtenissen en benadrukt hoe belangrijk het is om de geschiedenis van een plaats te overwegen.”

Toch blijft de frequentie, grootte en aard van puinstromen in de kloof een voortdurende zorg. De onderzoekers bevinden zich in de laatste stadia van het ontwikkelen van een hulpmiddel dat de Oregon Department of Transportation en andere belanghebbenden zou kunnen helpen om puinstromen in de kloof te voorspellen.

Dit zou hen helpen om beter gebruik te maken van veiligheidsvoorzieningen zoals waarschuwingsborden langs de weg en afsluitingen, waarmee reizigers worden gewaarschuwd voor het verhoogde risico op aardverschuivingen tijdens zware stormen.

“Deze waterbekkens zijn zeer actief en inherent gevaarlijk, ongeacht de brand,” zei Sanders. “We willen dat ons onderzoek instanties zoals ODOT helpt om dit geologisch complexe landschap beter te begrijpen.”