Den mest destruktiva branden i Colorado -historien började den 6 september, 2010. Under fyra dagar, det brände ett område ungefär 10 kvadratkilometer runt Fourmile Canyon. Det förstörde 168 hem, mer än någon tidigare brand i Colorado historia. Försäkringskraven uppgick till uppskattningsvis 217 miljoner dollar, vilket gör det till statens dyraste löpeld.

Men det var inte elden som fick James Kaste, docent i geologi vid William &Mary, vill studera Fourmile Canyon. Det var de kraftiga regnen som följde efter det.

"Det var en intensiv löpeld, "Kaste sa." Men efter det var år av ökad nederbörd. De hade kraftiga åskväder 2011 och 2012-och sedan skedde en massiv översvämning 2013. Så flera forskare började försöka förstå hur jordarna reagerade på den en-två-stansen. "

Sommaren efter översvämningen, Kaste och grundutbildningen geologi major Edward Abrahams '15 reste till Fourmile Canyon för att samla jordprov. Studien av jord på platsen blev senare Abrahams seniorprojekt. William &Mary -teamet fick sällskap av forskare från Williams College och University of Connecticut.

Med stöd av Keck Geology Consortium, ett forskarinitiativ med flera högskolor, projektet syftade till att förstå de geomorfa effekterna av extrema skogsbränder följt av katastrofala översvämningar. Abrahams och Kastes forskning kommer att publiceras i Jordytans processer och landformer , tidskriften för British Society for Geomorphology, senare i år.

"Vårt fokus var att beskriva jorderosionen efter detta brandflödesscenario, "Kaste sa." Nederbörd träffade landskapet relativt jämnt i vårt studieområde, så hela jorden hade drabbats av kraftiga regn, men inte hela jorden hade drabbats av branden. Vi analyserade jordar från de icke-brända och brända områdena och använde isotopiska signaturer av erosion för att mäta hur mycket jord som gick förlorad. "

Vad de fann var ett förhållande mellan brand och översvämningar som "har potential att väsentligt förändra framtida erosionshastigheter" i regionen, skrev de senare i studien. Deras forskning visade att områden som brann hetast upplevde en erosionshastighet som var omkring hundra gånger högre än regionens långsiktiga naturliga erosionshastighet.

"Bränderna förändrar markegenskaperna, "Kaste förklaras. Områden med tät växtlighet, såsom de norrutvända sluttningarna av Fourmile Canyon, ge mer bränsle till skogsbränder, gör att bränderna brinner hetare och snabbare. En intensiv, snabbt rörlig eld kommer att bränna det organiska skiktet vid markytan, Kaste sa, vilket effektivt gör marken vattenavvisande. Istället för att vatten blötlägger marken, det skär i det.

"Jordarna blir hydrofoba, ”Sa Kaste.” Så vattnet sipprar inte ner i marken. När regnet följde den branden, jordarna kunde inte ta upp vattnet och det rann därför ut i floder och vägar. Hus förstördes, egendom skadades och bilar blev en del av flodernas sedimentbelastning. "

Både skogsbränder och kraftiga regnskurar förväntas öka i frekvens och svårighetsgrad med förändrade klimatförhållanden, Sa Kaste. Sedan 1970 har regionens bränder har fyrdubblats både i frekvens och storlek, medan det brända området har ökat mer än sexfaldigt.

"Det här kommer att hända mycket mer och med mycket mer intensitet, "Sa Abrahams." Det är en av de större hämtmat som jag fick av hela den här upplevelsen. Det är viktig forskning när det gäller att se fram emot framtiden och veta vad effekterna kommer att bli och hur det kan hjälpa oss att förebygga, eller åtminstone mildra dem. "

Kaste säger att de som vill bygga bostäder i området bör komma ihåg sin närhet till tät skog och rinnande vatten.

"Om du skulle bygga ett hus där, "Kaste sa." Du skulle inte vilja ha en skog runt dig och du skulle vilja vara långt ovanför bäckdalen. "

Om inte, husägaren riskerar att uppleva översvämningar - även om deras egendom överlever en löpeld, han sa.

"Det gav mig definitivt en uppskattning för de effekter som eld kan ha och vad det får för människor som bor på dessa platser, "Sa Abrahams." Det ger dig en uppskattning av kostnaden för att leva på en så vacker plats. "