I västra USA, svåra bränder som drivs av torrt vegetation har redan bränt mer än 3,2 miljoner hektar (8 miljoner hektar [vid tidpunkten för detta pressmeddelande])-ett område som är lika stort som Maryland-år 2020, och nästan sex gånger det området brann i år i Australien. Och även om inget av landets värsta brandår någonsin ännu är över, oron växer redan över nästa fara som dessa regioner kommer att utsättas för:farliga och destruktiva skräpflöden.

Skräpflöden är snabba uppslamningar av jord, sten, vatten, och vegetation som är särskilt farlig eftersom de vanligtvis förekommer utan förvarning. Vissa skräpflöden är tillräckligt kraftfulla för att få bort allt i deras vägar, inklusive träd, stenblock, fordon - och till och med hem.

För två år sedan i Montecito, Kalifornien, 23 människor dödades och mer än 400 hem skadades av en rad skräpflöden som orsakades av intensivt regn som faller på kullar som brändes av det som vid den tiden hade varit den största branden i Kaliforniens historia.

För att bättre förstå ursprunget till dessa faror, forskare vid U.S. Geological Survey (USGS) studerade misslyckande på sluttningar på två platser i södra Kaliforniens San Gabriel -berg. Den första platsen brann 2016 under branden i San Gabriel Complex, medan en andra, närliggande plats förkolades under Colby -branden 2014. Resultaten, presenterades onsdag under årsmötet i The Geological Society of America, indikerar att det fanns stora skillnader i lutningsfel mellan det första och det tredje året efter förbränning. Resultaten hjälper till att informera markförvaltare och invånare om när och var skräp strömmar och andra typer av lutningsfel är mer sannolikt att inträffa.

"Under det första året efter varje brand, vi observerade skräpflöden som genereras av regnavrinning, "säger Francis Rengers, en USGS forskningsgeolog som ledde studien. "Men när vi fortsatte övervakningen, vi blev förvånade över att se att en storm med en högre nederbördintensitet än det första årets stormar, resulterat i mer än 280 grunda jordskred, snarare än skräpflöden, under det tredje året. "

I motsats till skräpflöden, som har vätskeliknande beteende, jordskred glider som sammanhängande massor längs ett bristningsplan. Forskarna, inklusive forskare från University of Arizona, Desert Research Institute, USGS, och det tyska forskningscentret (GFZ) tror att denna skillnad beror på förändringar i hur mycket vatten som kan infiltrera i marken under stormar som följer efter skogsbränder. Eftersom allvarliga skogsbränder gör jordar mer vattenavvisande, Rengers säger, nederbörd tenderar att rinna av bränd mark. "Om vatten inte suger in, " han förklarar, "det flyter över ytan." Genom att ta bort markskyddet, skogsbränder minskar också grovheten i en sluttning, vilket hjälper uppslamningen att ta fart. Förbränning kan också tillåta nederbörd på bar mark att skapa det han kallar en "ytförsegling" som ytterligare ökar avrinningen.

Eftersom jordskred har mycket kortare körningar än skräpflöden, de utgör olika faror. "De jordskred vi observerade skulle främst påverka lokal infrastruktur i skogen, som vägar, överföringsledningar, och kulvertar, "Förklarar Rengers. Däremot, han säger, skräpflöden flyttar sediment mycket längre nedströms och utgör därför en fara bortom branten, bergiga backar. "Avrinningsgenererade skräpflöden hotar liv och egendom, inklusive hem, " han säger.

Resultaten ger ett hopp om att hotet om lutningsfel har en begränsad varaktighet:forskarna fann att inom fem år, skreddensiteten på brända sluttningar i San Gabriels var nästan lika med densiteten i oförbrända regioner. Detta indikerar att vegetationen i denna region återhämtar sig inom ett halvt decennium.

Baserat på dessa observationer, forskarna har utvecklat en ny konceptuell modell för misslyckande efter en eldsvåda som har tre olika stadier. Under fasen utan återhämtning, ökad avrinning gör skräpflöden mer vanliga. Inom ett par år, ökande vattenförbränning, kombinerat med förfall av rötter från vegetation förstört i elden, göra backarna mer mottagliga för jordskred under det inledande återhämtningsskedet. Efter cirka fem år, nya rötter etableras tillräckligt för att stabilisera sluttningen i den sista "helt återhämtade" fasen.

I framtiden, forskarna planerar att undersöka om samma modell gäller för andra regioner, som Rockies och Pacific Northwest, som också upplevde allvarliga skogsbränder i år. Tills vidare, resultaten har omedelbara och praktiska tillämpningar för markförvaltare som har att göra med efterdyningarna 2020. "Vår modell tyder på att skräpflöden kommer att vara det främsta problemet under de närmaste ett till två åren, åtminstone i brännskador i södra Kalifornien, och efter det kommer oron att flytta mot grunda jordskredfaror ", säger Rengers." Jag hoppas att vårt arbete erbjuder markförvaltare användbara förväntningar på hur dessa processer sannolikt kommer att utvecklas och hjälper dem att prioritera och begränsa planering efter skogsbrand. "