Ģeozinātnieki saka, ka baļķu sastrēgumi nemaz nav iestrēguši

baļķu šķērsgriezumu foto Pērs Pērsons / Unsplash

Viena no mazāk zināmajām mežu ugunsgrēku sekām ir sastrēgumi — ar koku aizsērējuši upju kanāli. Mehānisms ir vienkāršs. Meža ugunsgrēki rada milzīgas atmirušās koksnes platības. Ziemā stiprs sniegs noved pie lavīnām, kas tūkstošiem sadegušo baļķu nospiež upju ieleju dzelmē, kur tie nonāk ūdenī.

Kad baļķi stiepjas pāri upei, no krasta uz krastu, upe vairs nevar plūst. Tieši šis veidojums jau sen ir aizrāvis sabiedrības iztēli: vārds logjam ir sācis apzīmēt situāciju, kurā fiziska vai cita kustība nav iespējama.

Kā daļa no dabiskās meža atjaunošanas sistēmas, baļķu sastrēgumi neskartajiem reģioniem sniedz lielu labumu. Bet tie var arī radīt nopietnas problēmas, ja tie traucē laivām, tiltiem vai citām mākslīgām konstrukcijām. Tāpēc ir ļoti nepieciešama labāka izpratne par to, kā viņi uzvedas.

Ienāk Nakuls Dešpande un Bendžamins Krosbijs Aidaho štata universitātē Pokatello, kuri saka, ka neviens nav pētījis to, kā laika gaitā attīstās sastrēgumi. Nē in situ Viņi saka, ka lauka mērījumi ir novērtējuši aizturēšanas pakāpi dabiski izveidotā sastrēgumā.

Šodien šie puiši to maina, pirmo reizi pētot loga evolūciju. Viņu jūrascūciņa ir ievārījums Big Creek, Lašu upes pietekā Aidaho centrālajā daļā. Viņu pārsteidzošais secinājums: iestrēgumi, kas šķiet bloķēti, nemaz nav iestrēguši. Tā vietā baļķi virzās lejup pa upi, lai gan lēni, ūdens bēguma un bēguma vadīti, upes līmenim paaugstinoties un pazeminājoties.

Vispirms nedaudz fona. Sastrēgumi ir salīdzinoši izplatīti Salmon River ūdensšķirtnē, kas nosusina 14 000 kvadrātjūdzes skujkoku meža zemes Aidaho centrālajā daļā. ASV mežsaimniecības dienests lēš, ka pašlaik dažādās pietekās, kas baro upi, ir aptuveni 20 sastrēgumi.

Dešpande un Krosbijs izvēlējās vienu Big Creek, stāvā, kalnainā Middle Fork Salmon River pietekā. 2014. gadā pēc vairākām mežu ugunsgrēku sezonām un smagas ziemas sniega lavīnu sērija Bigkrīkā nogādāja lielu skaitu baļķu.

Nākamā gada laikā citi baļķi no tālākas upes izskalojās un pievienojās ievārījumam. Šodien iestrēgumā ir vairāk nekā 1000 baļķu. Tas aptver upes platumu un stiepjas vairāk nekā 70 metrus (230 pēdas). Ikdienas skatītājam tas ir stingri fiksēts.

Dešpande un Krosbijs uzstādīja kameras, lai fotografētu iestrēgumu 2016. gada maijā un jūnijā. Viņi izmantoja attēlus, lai izsekotu 132 baļķu atrašanās vietas un orientācijas, kā arī izveidotu laika intervāla video par šo parādību. Viņi arī reģistrēja upes plūsmas ātrumu un dziļumu.

Viņu rezultāti padara interesantu lasīšanu. Viņu pirmais novērojums ir tāds, ka baļķi veido sava veida skujiņas rakstu. Daļēji tas ir tāpēc, ka daudzi žurnāli ir garāki, nekā kanāls ir plats. Tātad viens baļķa gals var peldēt un kustēties līdzi ūdens plūsmai, kamēr otrs ir iestrēdzis krastā.

Protams, tas nozīmē arī kustību. Patiešām, Dešpandes un Krosbija laika intervāla video to skaidri apstiprina . Neskatoties uz vārdamāsu, mēs atklājam, ka ievārījums nav iestrēdzis, viņi saka.

Tā vietā baļķi ceļas un krīt līdz ar ūdens līmeni, kas mainās līdz ar sniega kušanas ātrumu. Pētnieki saka, ka, paceļoties ūdenim un samazinoties baļķu pretestībai pret gultni un krastiem, tie kolektīvi pārvēršas lejup pa straumi. Straumei atkāpjoties un baļķiem atkal savienojoties ar gultni un krastiem, baļķi oportūnistiski apmetas starp saviem kaimiņiem.

Tas noved pie piespiešanas, brīvas kustības un turpmākas nostiprināšanas cikla, kas ir atkarīgs no upes plūsmas.

Tas ir interesants darbs, kas nedaudz izgaismo pārsteidzoši pārprastu parādību. Tas arī atklāj, kā piespiešanas, aizsērēšanas un šļūdes process ir līdzīgs citu nesakārtotu materiālu uzvedībai — zinātnei, kas pazīstama kā granulētā reoloģija.

Tas varētu palīdzēt jūras inženieriem labāk izprast, kā pārvaldīt sastrēgumus un mazināt kaitīgo ietekmi, ko tie var radīt mākslīgajām konstrukcijām. Dešpande un Krosbijs norāda, ka tas var novest pie vairāk informētām koksnes aiztures konstrukcijām atjaunošanai, tilta balstu projektēšanai, upju koridoru pārvaldībai un plūdu apdraudējuma mazināšanai.

Taču tas, vai šis atklājums kādreiz mainīs vārda logjam ierasto lietojumu, ir cits jautājums.

Atsauce: arxiv.org/abs/1911.01518 : baļķi nav iestrēguši: baļķu kustību mērījumi Bigkrīkā, Aidaho

paslēpties