Bidrager kold ildrøg til vandafvisende jord i brændte områder?

Efter en brandbrand, jord i brændte områder bliver ofte vandafvisende, fører til øget erosion og oversvømmelse efter nedbørshændelser-et fænomen, som mange forskere har tilskrevet røg og varmeinducerede ændringer i jordkemi. Men denne vandafvisende efterbrand kan også være forårsaget af ild i røg i mangel af varme, ifølge et nyt papir fra Desert Research Institute (DRI) i Nevada.

I denne pilotundersøgelse (eksplorativ forskning, der finder sted før en større undersøgelse), et tværfagligt team af forskere ledet af DRI -lektor i forskning i atmosfærisk videnskab Vera Samburova, Ph.d., udsatte prøver af rent sand til røg fra brændende nåle og grene af Jeffrey -fyr i DRI's forbrændingskammer, analyserede derefter den tid, det tog for vanddråber placeret på sandoverfladen at blive absorberet - et mål for vandafvisning.

Pilotundersøgelsen undersøgte virkningerne af røg og varme på sandets vandafvisning, og var den første undersøgelse, der også inkorporerede en analyse af kold røg. I forsøgene, sand blev brugt i stedet for jord, fordi det kunne rengøres grundigt og analyseres præcist, og Jeffrey pine til en brændstofkilde, fordi det repræsenterer et almindeligt brændstof i vildmark i det vestlige USA

Før udsættelse for Jeffrey fyrrøg, vanddråber placeret på overfladen af ​​sandprøverne blev hurtigt absorberet. Men efter udsættelse for røg, sandprøverne viste svær til ekstrem vandafvisning, i nogle tilfælde at beholde vanddråber på jordoverfladen i mere end 50 minutter uden at sive i. Det gjorde ingen forskel, om prøver havde været udsat for varme og røg, eller bare kold røg.

"Den klassiske forklaring på brandfremkaldende vandafvisende er, at det skyldes, at røg diffunderer under temmelig varme forhold og sætter sig ned i jorden, men vores arbejde viser, at røgen ikke behøver at være varm for at gøre sandet hydrofobt - simpelthen er tilstedeværelsen af ​​de kemiske stoffer i røgen nok, "Sagde Samburova." Det er noget, vi virkelig skal se dybere ind i, fordi jordvand frastødning fører til stigninger i oversvømmelser, erosion, og overfladeafstrømning. "

Denne undersøgelse bygger på tidligere offentliggjort arbejde af tidligere DRI postdoktorforsker Rose Shillito, Ph.d., (i øjeblikket hos U.S. Army Corps of Engineers), Markus Berli, Ph.d., af DRI, og Teamrat Ghezzehei, Ph.d., fra University of California, Merced, hvor forskerne udviklede en analysemodel til at forholde jordvandets afstødning til infiltration af vand.

"Vores tidligere papir fokuserede på, hvordan ild ændrer jordens egenskaber, set fra et hydrologisk perspektiv, "Sagde Berli." I vores nuværende undersøgelse, vi var interesserede i at lære mere om kemien bag processen med, hvordan jordarter bliver hydrofobe. Vi samler geokemi og organisk geokemi med jordfysik og hydrologi for at forstå virkningen af ​​brandfremkaldende vandafvisende egenskaber på hydrologi. "

Projektgruppen arbejder nu på et større forslag om yderligere at undersøge spørgsmål, som denne undersøgelse berører om varme og røgs rolle i brandfremkaldende vandafvisende egenskaber. Blandt andet, de vil gerne vide, hvor lang tid vandafvisende jord varer efter en brand, og få en bedre forståelse af de detaljerede processer og mekanismer, gennem hvilke kold røg påvirker jorden.

Det er vigtigt at få en grundig forståelse af den proces, der fører til brandfremkaldende vandvand fra jorden, fordi og ledere har brug for disse oplysninger for nøjagtigt at forudsige, hvor jord sandsynligvis vil være hydrofob efter en brand, Berli forklarede.

"Vi forstår stadig ikke rigtigt de processer, der fører til denne brandfremkaldte vandafvisende jord, "Berli sagde." Afhængigt af hvad vi finder, foranstaltninger til at forudsige brandfremkaldende vandafvisende egenskaber kan være forskellige, og dette kan have en betydelig indvirkning på, hvordan vi kan forudsige og forhindre oversvømmelser eller affaldsstrømme, der sker efter en brand. "

"Denne undersøgelse var et stort skridt fremad, men det fremhæver betydningen af ​​fremtidig forskning om, hvordan brande påvirker jord, fordi brande påvirker tusinder og tusinder af kvadratkilometer land hvert år i det vestlige USA, "Tilføjede Samburova." Nogle af vores fremtidige mål er at finde ud af, hvordan præcis denne jordvandafvisendehed sker, hvor det sker, og hvor længe det varer. "