Les coulées de boue qui suivent les incendies de forêt dans le sud de la Californie peuvent être mortelles et difficiles à prévoir. De nouvelles recherches peuvent aider les autorités à identifier les zones sujettes à ces coulées de boue et à réagir avant que la catastrophe ne se produise, selon les scientifiques.

coulées de boue, ou coulées de débris, peut se produire lorsque les précipitations emportent l'accumulation de sédiments dans les canaux de montagne. Des parts à peu près égales d'eau et de sédiments, Les coulées de débris sont suffisamment fortes pour emporter de gros rochers en aval et menacer les communautés sur ou près des montagnes. Les coulées de débris de janvier 2018 qui ont frappé Montecito, Californie, tué 23 personnes et causé des centaines de millions de dollars de dégâts. Les autorités ont attribué les coulées de boue aux incendies de forêt qui ont balayé la région le mois précédent.

La végétation retient les sédiments dans ces paysages escarpés, mais comme la végétation brûle lors d'un feu de forêt, la gravité transporte les sédiments des pentes vers le canal dans un processus appelé chargement de sédiments secs, dit Roman DiBiase, professeur adjoint de géosciences à Penn State.

Dans des paysages escarpés comme ceux de la Californie du Sud, la charge de sédiments secs joue un rôle plus important dans la gravité des coulées de boue post-incendie que les précipitations, glissements de terrain peu profonds et gravité des brûlures, selon les scientifiques. Ils ont rendu compte de leurs conclusions dans le numéro de février de Géologie .

« Les canaux sont généralement recouverts de galets et de rochers qui ne se déplacent pas très facilement ou très souvent avec des tempêtes, " a déclaré DiBiase. " Les sédiments transportés qui ont été piégés derrière la végétation sont beaucoup plus fins, vous finissez donc par remplir le canal avec des matériaux à grain fin qui facilitent le démarrage d'une coulée de débris dans le canal lui-même."

DiBiase et Michael Lamb, professeur de géologie au California Institute of Technology, a examiné trois ensembles de données lidar de l'ouest des montagnes San Gabriel. Le lidar consiste à faire voler un scanner laser au-dessus d'un paysage et à détecter la lumière qui revient. Il permet aux scientifiques de reconstruire la topographie à haute résolution.

Les ensembles de données ont été collectés avant l'incendie de la gare de 2009, immédiatement après l'incendie et avant les premières pluies, puis six ans plus tard, après que les pluies eurent conduit à l'érosion et aux coulées de débris.

Les chercheurs ont trouvé des preuves répandues que la charge de sédiments secs a ajouté de 3 à 10 pieds de débris aux canaux de montagne, qui ont ensuite été emportés par les pluies. Le déblaiement du chenal était absent dans les zones où il n'y avait pas de chargement de sédiments secs.

Les autorités peuvent utiliser le lidar comme outil d'intervention rapide pour cartographier les modèles de chargement de sédiments après un incendie et décider des canaux de montagne à dégager avant qu'une tempête ne frappe, dit DiBiase.

L'étude suggère que la compréhension de la façon dont le paysage réagira au changement climatique dépend davantage des taux de régénération des sols que des futures tempêtes.

"La plupart des modèles supposent que vous avez des conditions entièrement couvertes de sol sur le flanc de la colline, vous avez donc un réservoir infini de matière à puiser, " a déclaré DiBiase. " Notre étude montre que, au moins dans les paysages escarpés, il y a une quantité finie de matériau sur le flanc de la colline. »

La fréquence actuelle des incendies - ou le temps entre les incendies - dans les paysages du sud de la Californie donne au substrat rocheux suffisamment de temps pour s'éroder et devenir du sol, et de la végétation à repousser pour maintenir le sol en place, continua DiBiase.

"Si la fréquence des incendies dans le sud de la Californie double, quand le prochain incendie frappe, les tas de sédiments qui se sont accumulés derrière les plantes ne sont qu'à moitié pleins, " dit-il. " Alors, le volume de coulées de débris qui en sortira ne sera pas trop élevé. Mais nous avons encore du travail à faire pour comprendre ce qui contrôle la vitesse à laquelle les sédiments sont produits à partir du substrat rocheux et à quelle vitesse ces piles se remplissent. »