Le temps géologique est censé être lent, et l'objet le plus solide devrait être le substrat rocheux. Mais une nouvelle recherche de l'Université de Washington bouleverse les deux concepts :les effets de l'exploitation forestière montrent que l'activité humaine peut éroder considérablement le substrat rocheux, provoquant une avance rapide de la géologie.

L'étude, publié le 15 avril dans le Actes de l'Académie nationale des sciences , se concentre sur la rivière Teanaway, une rivière pittoresque dans le centre de l'État de Washington.

"Au cours du siècle dernier, nous avons plus d'incision de rivière que prévu dans cette zone. Quelque chose a fait que ces rivières ont commencé à s'éroder beaucoup plus, " a déclaré l'auteur principal Sarah Schanz, un ancien doctorant de l'UW qui est maintenant chercheur postdoctoral à l'Université de l'Indiana. "Nous savons que la rivière Teanaway s'est déjà érodée dans le substratum rocheux, naturellement, il a quelques terrasses qui sont 1, 800 ans. Mais ce cycle actuel est anthropique, ou conduite par l'homme."

Les résultats montrent que les pratiques liées à l'exploitation forestière ont causé des incisions dans le substratum rocheux jusqu'à 2 mètres (6 pieds) le long du lit de la rivière. Jusqu'à la moitié de ce qui avait été une plaine inondable a été transformée en une nouvelle terrasse jouxtant la rivière.

"C'est la première fois que nous avons pu identifier l'érosion dans le substratum rocheux due à l'action humaine, " Schanz a déclaré. "La plupart des rivières s'érodent à environ un dixième de millimètre par an. C'est environ 100 fois ce montant."

La découverte signifie que cette belle berge est le résultat de l'action humaine, pas les forces naturelles. Cela pourrait changer la façon dont les géologues pensent des paysages dans d'autres parties du monde, comme Taïwan, avec sa longue histoire d'intense activité humaine.

L'étude a commencé il y a 20 ans lorsque le co-auteur Brian Collins, un maître de conférences UW en géologie fluviale, était curieux de savoir pourquoi il y avait tant de substrat rocheux exposé dans le Teanaway.

Collins a également remarqué des terrasses fluviales inhabituelles, les structures étagées le long de la berge résultant des cycles de crue de la rivière puis s'écoulant plus rapidement, creusant un nouveau canal plus profondément dans les sédiments. Il a dirigé une étude en 2016 qui a calculé les changements à court terme dans la fourche ouest de la rivière Teanaway et a suggéré que l'exploitation forestière pourrait avoir poussé la rivière à couper un nouveau canal.

Ce site dans une forêt communautaire offrait un bon accès pour les visites régulières de l'équipe de recherche et des assistants de premier cycle aux trois fourches. En combinant les enregistrements des journaux, du matériel des collections spéciales des bibliothèques UW, Central Washington University et la société historique locale du comté de Kittitas, les chercheurs ont pu reconstituer et confirmer l'histoire complète.

Avant l'existence des routes forestières, les entreprises ont construit des "barrages anti-éclaboussures" temporaires en haut de la pente avec toutes les bûches, puis ont brisé le barrage avec des outils ou des explosifs. L'eau libérée a aidé à envoyer des billes de bois vers les moulins.

"C'était un tel événement que les écoles ont fermé, et les journaux le montrent très bien, " Schanz a dit. " Les gens qui sont encore en vie aujourd'hui, certains de leurs premiers souvenirs sont d'aller le voir."

La clé du processus est que les bûcherons enlèveraient les débris pour donner aux grumes une vue dégagée sur la rivière. Cela a supprimé les barrières qui retenaient les sédiments et éliminé une grande partie du gravier du lit de la rivière. De tels événements, les auteurs croient, a provoqué un changement radical de l'érosion.

"Si vous avez trop de sédiments, vous protégez essentiellement la rivière de l'érosion. Mais si vous n'avez pas assez de sédiments, au fur et à mesure que les sédiments se déplacent, il commence à frapper le substrat rocheux et à l'éroder, " a déclaré Schanz.

David Montgomery, un professeur UW de sciences de la Terre et de l'espace, et les deux autres co-auteurs ont utilisé de nombreuses techniques pour analyser les quatre plus jeunes terrasses en bord de rivière, y compris les cartes LIDAR, datation au carbone des roches et modèles informatiques. En 1999, l'équipe a même enfoncé des clous dans le substrat rocheux et mesuré directement les taux d'érosion.

De nombreuses rivières, dont le Teanaway, ont des caractéristiques individuelles qui montrent des preuves de l'impact humain sur les zones de substrat rocheux. Mais c'est la première fois qu'un bassin hydrographique entier est transformé par l'activité humaine.

"C'est une signature topographique directe de l'Anthropocène, « l'âge des humains » dans lequel nous vivons maintenant, " a déclaré Montgomery. " La découverte que les surfaces des terrasses dans le Teanaway sont des plaines inondables récemment abandonnées suggère que des formes de relief similaires à travers le monde peuvent également refléter l'influence de l'activité humaine. "

L'équipe de l'UW a récemment publié un document de synthèse sur l'endroit où les terrasses fluviales se sont formées dans le monde au cours des 4 dernières, 000 ans. Les auteurs ont montré que dans de nombreux cas, la formation des terrasses fluviales a coïncidé avec la déforestation.

"C'est une sorte de lien entre les mains et les mains à ce stade, mais je pense que cela pourrait être répandu dans le monde entier, " a déclaré Schanz. "Ce n'est tout simplement pas un signal que nous avons su rechercher auparavant."

Schanz commencera un poste de professeur en août au Colorado College, où elle prévoit également d'explorer ce que signifie cette découverte sur la façon dont les canyons fluviaux se forment par le biais de processus naturels.

"Je pense que la partie humaine est vraiment intéressante, mais ce qui a des implications plus larges, pour moi, est la preuve que si vous modifiez la façon dont les sédiments se déplacent dans une rivière, vous pouvez modifier les taux d'érosion, " a déclaré Schanz.