Lera och slam som innehöll förkolnat material och landlevande växtmaterial deponerades på Goleta Beach kort efter 2018 års skräpflödeskatastrof i Montecito. Kredit:H.E. Lowman et al.
Det katastrofala skräpflödet som påverkade Montecito, Kalifornien, i början av januari 2018 var resultatet av ett sällsynt sammanflöde av allvarliga händelser. Thomasbranden hade rasat i veckor i länen Ventura och Santa Barbara, och en ovanligt stark vinterstorm dumpade en halv tum regn på fem minuter på de nyförkolnade kullarna ovanför förortsenklaven. Med den tuffa växtlighet som håller sluttningarna på plats avbränd av elden, tonvis av vatten, silt, bränt växtmaterial och stenar brusade nerför sluttningarna och uppslukade samhället nedanför, vilket orsakade enorma skador och dödade 23 invånare.
När samhället grävde sig ur leran i efterdyningarna av katastrofen ställdes Santa Barbara Countys översvämningskontrolltjänstemän inför ett stort problem:vad man skulle göra med slammet av silt och annat skräp som hade översvämmat bäckar, tilltäppta avrinningsområden och begravda hem . En lösning:Ta den till Goleta Beach för bortskaffande, vilket de gjorde senare samma månad under loppet av flera veckor.
"De försökte arbeta tillsammans med Moder Natur för att få skräpmaterialet att skingras", påminde sig Heili Lowman, vid den tiden en doktorandforskare knuten till Santa Barbara Coastal Long Term Ecological Research-programmet, under ledning av UC Santa Barbaras ekolog John Melack . Vintertid till vår är den period med mest nederbörd i området, förklarade hon, med vågor och stormar som slår mot kusten och regn som fyller bäckar som rinner ut i havet, vilket kan förbättra spridningen av materialet till havs.
För Lowman och hennes kollegor – som kunde se länets framsteg på Goleta Beach från Marine Science Institute på campus – lånade situationen sig till en studie som undersökte hur långt skräpet från nödförvaringen faktiskt skulle resa. Skulle det skölja upp någon annanstans längs kusten eller skulle det flytta ut i det öppna havet? Skulle det ackumuleras i en marin livsmiljö där det kan orsaka ekologiska effekter? De genomförde en studie i samarbete med forskare från University of Florida och Université du Québec à Montréal. Resultaten av deras studie visas i tidskriften Science of the Total Environment.
Spåra landbaserat skräp
"Den höga biologiska mångfalden vid Santa Barbara-kusten beror på den rika och produktiva mosaiken av marina livsmiljöer nära kusten som inkluderar kelpskogar, sandstränder, surfzoner, steniga rev, surf- och ålgräsbäddar och mjuka bentos, alla nära förknippade i rymden." sade UCSB kustnära marin ekolog Jenifer Dugan. "Detta betyder att även i ett litet område av kusten kan effekterna av bortskaffande av skräp potentiellt påverka flera marina livsmiljöer och deras biologiska mångfald. I ljuset av detta är att öka vår förståelse för ödet för denna typ av material och dess bortskaffande en mycket viktigt steg för att bevara dessa marina livsmiljöer och deras biologiska mångfald när vi reagerar på klimatförändringar och sannolikheten för framtida allvarliga händelser här och på andra håll."
För att få en känsla av var skräpflödet hade tagit vägen efter att det dumpades på Goleta Beach, samlade forskarna in prover från stranden och från Goleta Bay. De tog också prov på havsbotten i kustnära zonen söder om Goleta Slough och längs en tvärsektion som sträcker sig västerut. För att avgöra om sedimentet kom från en landkälla, såsom skräpflödet, letade man särskilt efter träkol och föreningar som tyder på bränt material och landlevande växtmaterial. Med hjälp av prover som samlats in nära slanten, som dränerar bäckar som inte påverkades av Thomas-branden, kunde forskarna jämföra sediment för en tydlig "kolsignal" som var det definitiva tecknet på materialet som brann i branden.
"Den goda nyheten är att vi fann att skräpmaterialet till stor del verkade vara borttaget från stranden", säger Lowman, som nu slutför postdoktoralt arbete vid University of Nevada, Reno. "Och vi tog verkligen inte upp det på de andra tidvattenområdena som vi provade genom tiden.
"Although the debris material was not detected in the shallow core samples on Goleta beach, it may have been buried by the large amounts of sand that moves from west to east along the beaches of the region," Dugan added.
In the nearshore cores, however, the charcoal signal was strong, a sign that the debris hadn't traveled very far from the beach.
"We can say with a high degree of certainty that the charcoal was basically sticking around in the marine sediment," Lowman said. The nearshore zones in the Santa Barbara Channel are also home to diverse kelp forest communities that host fish, crustaceans and the occasional marine mammal and bird. The debris detected in shallower waters showed a fair amount of degradation, thanks to wave action, but some of the material in deeper waters were somewhat fresher. This is what scientists would expect from organic debris that had not been acted upon by microbes and degraded by the normal downstream travel, but rather transported rapidly from the mountains, then scooped up and placed directly into the ocean.
"This implies that a huge influx of organic matter from the terrestrial environment into the marine environment occurred in one big pulse," Lowman said. "We saw evidence of fresh terrestrial material at water depths of around 20 meters."
They did not assess the effects this debris may have had on the nearshore marine environment, Lowman added; this study was mainly to see if and how far the debris traveled.
"Goleta Bay supports eelgrass beds that are highly sensitive to sedimentation and an abundant community of subtidal benthic infauna," Dugan said. "Some of the sandy beaches lining the bay are among the richest known in the world and surfgrass beds can thrive in the rocky parts of the shoreline." The bay historically supported a large kelp forest that stretched from Campus Point to past the Goleta pier. That kelp forest had an unusual growth form that allowed it to flourish on the sandy benthos of the bay, Dugan added.
Given the increasing likelihood of severe weather events—the Thomas Fire was then the largest in California's history, but has been dwarfed by seven wildfires since—it may not be the last time burned organic material from the mountains is transported to the ocean. Knowing the impacts these pulses of organic matter have on the nearshore community is important, according to the researchers.
"This study was to explore whether or not the debris material stuck around, and to motivate additional studies on the impact of this influx of material from the terrestrial environment into the marine environment," Lowman said. "Now that we actually know that it's here, we need to better study its impacts because it's not being dispersed as far as we thought it might be." + Utforska vidare
