Exempel på sedimentfyllning och evakuering av sediment i en liten avsvalkningsbassäng för vattenfall på Arroyo Seco, San Gabriel-bergen, Kalifornien. Överst:Avsvalkningspool, fri från sediment, i juni 2006 med simmaren som hoppade. Nederst:Samma avsvalkningsbassäng fylldes med sediment i mars 2010 efter en skogsbrand 2009 som överväldigade poolen med sediment. Kredit:Toppfoto:Kelin X. Whipple, nedre bild:Michael P. Lamb.
Djupa pooler nedanför vattenfall är populära badplatser för rekreation, men ibland kan de vara helt eller delvis fyllda med sediment. Ny forskning visade hur och varför pooler vid foten av vattenfall, känd som avsvalkningspooler, gå igenom naturliga cykler av sedimentfyllning och evakuering.
Förutom att påverka ditt favoritsimhål, avsvalkningspooler fyller också viktiga ekologiska och geologiska funktioner. Djupa bassänger är tillflyktsort för fiskar och andra vattenlevande djur under sommarmånaderna när vattentemperaturerna i grunda floder kan nå dödliga nivåer. Vattenfall kan också göra sediment flytande i poolen, potentiellt utlösa skräpflöden som kan skada egendom och hota liv. över geologisk tid, bassänger är viktiga eftersom den energiska vattenfallsstrålen kan erodera poolens bergväggar – långsamt flytta vattenfallet uppströms, samtidigt som den skapar en djup kanjon i dess kölvatten.
Rapportering i journalen Geologi i dag, Joel Scheingross från University of Nevada Reno och Michael Lamb från California Institute of Technology gav en ny teoretisk ram för att förutsäga när dopppooler fylls med sediment, och när de därefter evakuerar det sedimentet och utsätter bassängens bergväggar för erosion. De visade att vattenfallsdoppbassänger tenderar att fyllas med sediment under blygsamma flodöversvämningar när sediment transporteras i räckhåll uppströms vattenfallet, men vattenfallsstrålen är för svag för att flytta allt sediment den tar emot från uppströms. I kontrast, vid stora översvämningar, en stark vattenfallsstråle kan mer effektivt flytta sediment upp och ut ur poolen, överskrider leveransen av sediment från uppströms, och utsätta berggrunden för erosion.
Scheingross och Lamb visade att vattenfallsdoppbassänger med största sannolikhet kommer att fyllas med sediment efter landskapsstörningar – som skogsbränder eller jordskred – som orsakar stora inflöden av sediment till floder, eller under långvarig torka när flodöversvämningar är sällsynta. Denna information är användbar för forskare och markförvaltare som är intresserade av att upprätthålla livsmiljöer och mildra naturrisker. De visade också att berggrundserosion i dopppooler sannolikt endast inträffar under stora, sällsynta översvämningar, som tenderar att inträffa vart tionde år eller till och med mer sällan. Därför, den långsamma marschen av vattenfall uppströms över geologisk tid inträffar sannolikt genom anfall och börjar med en kadens som sätts av extrema översvämningshändelser.