I april 2017, ett jordskred i Mocoa, Colombia, slet genom en lokal stad, dödade mer än 300 människor. Nicolás Pérez-Consuegra växte upp cirka 570 mil norrut i Santander, Colombia, och blev chockad när han såg förödelsen på tv. Vid den tiden, han var en undergraduate praktikant vid Smithsonian Tropical Research Institute i Panama. Som en blivande geolog uppvuxen vandrade de tropiska bergen i Colombia, han undrade, vad orsakar större erosion i vissa områden i bergen än i andra? Och, är det tektoniska krafter – där jordens tektoniska plattor glider mot varandra vilket leder till bildandet av branta berg – eller höga nederbördshastigheter, som spelar en viktigare roll för att orsaka erosion inom den regionen?

För att svara på dessa frågor skulle det krävas en geologisk förståelse av utvecklingen av bergen i Colombia. Under sin praktik på grundutbildningen, Pérez-Consuegra studerade bergen nära städerna Sibundoy och Mocoa i södra Colombia. Där, han observerade tjocka regnskogar som täckte branta berg och många jordskredsärr i klipporna. Det var också många jordskred på vägen som fick honom att tro att spänningen och utsläppet av tryck längs tektoniska förkastningar skakade landskapet och tog bort stenar från dess yta och kastade ut det i floderna.

För att ta reda på mer om krafterna som formade den branta terrängen i den regionen, Pérez-Consuegra tog en doktorsexamen vid College of Arts and Sciences Department of Earth and Environmental Sciences (EES). Han säger att möjligheten att utveckla sina egna forskningsidéer var en av de viktigaste anledningarna till att han valde Syracuse University. Pérez-Consuegra ledde studien från början till slut, föreslå forskningsfrågor, hypoteser och metodik, med hjälp av sin Ph.D. rådgivare Gregory Hoke, docent och biträdande ordförande för EES, och Paul Fitzgerald, professor och chef för forskarstudier i EES. Han fick också forskningsanslag och stöd från EES och ett antal externa källor, inklusive ett National Geographic Early Career Grant och mer, som fullt ut finansierade tre fältexpeditioner till Colombia och det analytiska arbetet med stenprover som samlats in där.

Pérez-Consuegra och Hoke genomförde fältforskning i den östra Cordillera-delen av de colombianska Anderna. Under dessa expeditioner vandrade och reste teamet med både bil och båt till olika höjder för att samla in över 50 stenprover. Stenar skickades sedan till Syracuse University och bearbetades i laboratorier för att extrahera termokronologidata.

Enligt Pérez-Consuegra, en termokronometer är som ett stoppur som börjar ticka när en sten svalnar genom ett specifikt temperaturintervall, hålla reda på den tid det tar för den efterföljande resan till jordens yta. Mineralet apatit är det radioaktiva stoppuret som han använder i sina studier. Flera kilo bergprov bearbetas för att ge några gram apatit som innehåller två typer av temperaturberoende stoppur, eller termokronometrar. Forskare kan ta reda på den långsiktiga erosionshastigheten genom att ta reda på hur snabbt en sten rör sig mot jordens yta, med hjälp av en formel som omvandlar temperatur till djup under jordens yta och sedan dividerar djup med tid.

Pérez-Consuegras studie visade att de högsta erosionshastigheterna inträffar nära de platser som har de mest tektoniskt aktiva förkastningarna. Även om nederbörd kan fungera som en katalysator för erosion på ytan av bergen, den huvudsakliga kraften på spel är förkastningar där sten gräver upp från djupt under jordens yta i snabbare takt.

"Tektoniskt aktiva förkastningar orsakar höjning av bergen som omger Mocoa och gör också landskapet brantare, " Pérez-Consuegra säger. "Brantare och högre berg är mer benägna att ha jordskred. Regn, och speciellt skyfall, kan utlösa jordskred, men det som sätter scenen är de tektoniska processerna."

Hoke säger att medan geomorfologer skulle vilja tro att nederbördshastigheter kan ta över som den största inverkan på bergsbildningen, Pérez-Consuegras forskning bevisar att jordens inre deformation är huvudfaktorn.

"Medan tidigare arbeten inom ett fält av hög nederbörd i Colombias östra Cordillera initialt pekade mot en stark klimatkontroll på bergstillväxten, Nicolás arbete utökade samma typer av observationer till en annan hotspot för nederbörd över 250 mil bort och fann att hastigheten med vilken sten transporteras till ytan var beroende av förkastningsaktivitet, och inte nederbördsmängd, " säger Hoke.

Pérez-Consuegra, som kommer att starta ett postdoktoralt stipendium i miljövetenskap vid MIT till hösten, noterar att geologisk kunskap är avgörande för att förutsäga vilka områden i en tropisk bergskedja som är mer benägna att ha jordskred, jordbävningar och vulkanutbrott, och de katastrofala konsekvenser som dessa händelser kan få i den omgivande befolkningen.

"Det är viktigt att investera i att göra bättre geologisk kartläggning i tropiska berg, för att bättre förstå den rumsliga fördelningen och geometrierna för tektoniskt aktiva förkastningar, " säger Pérez-Consuegra.

Läs mer om Pérez-Consuegras forskning i tidskriften Tektonik :"Fallet för tektonisk kontroll på Erosional Exhumation på de tropiska norra Anderna baserat på termokronologiska data."