Negli Stati Uniti occidentali, gravi incendi alimentati da vegetazione secca hanno già bruciato più di 3,2 milioni di ettari (8 milioni di acri [al momento di questo comunicato stampa]) - un'area delle dimensioni del Maryland - nel 2020, e quasi sei volte quell'area è bruciata quest'anno in Australia. E anche se l'anno del fuoco peggiore di nessuno dei due paesi non è ancora finito, stanno già crescendo le preoccupazioni per il prossimo pericolo che queste regioni dovranno affrontare:colate detritiche pericolose e distruttive.

I flussi di detriti sono fanghi di terreno in rapido movimento, musica rock, acqua, e vegetazione che sono particolarmente pericolose perché di solito si verificano senza alcun preavviso. Alcune colate detritiche sono abbastanza potenti da portare via tutto ciò che incontrano sul loro cammino, compresi gli alberi, massi, veicoli e persino case.

Due anni fa a Montecito, California, 23 persone sono state uccise e più di 400 case danneggiate da una serie di colate detritiche generate da un'intensa pioggia caduta sulle colline bruciate da quello che all'epoca era stato il più grande incendio nella storia della California.

Per comprendere meglio l'origine di questi pericoli, i ricercatori dell'U.S. Geological Survey (USGS) hanno studiato il cedimento dei pendii in due siti nelle montagne di San Gabriel, nel sud della California. Il primo sito bruciato nel 2016 durante l'incendio del complesso di San Gabriel, considerando che un secondo, il sito vicino è stato carbonizzato durante l'incendio di Colby del 2014. Le scoperte, presentato mercoledì durante l'incontro annuale della The Geological Society of America, indicano che c'erano grandi differenze nel cedimento del pendio tra il primo e il terzo anno dopo l'incenerimento. I risultati aiuteranno a informare i gestori del territorio e i residenti su quando e dove è più probabile che si verifichino colate detritiche e altri tipi di cedimenti dei pendii.

"Nel primo anno dopo ogni incendio, abbiamo osservato colate detritiche generate dal deflusso delle piogge, "dice Francis Rengers, un geologo di ricerca USGS che ha guidato lo studio. "Ma mentre continuavamo a monitorare, siamo rimasti sorpresi nel vedere che un temporale con un'intensità di pioggia maggiore rispetto ai temporali del primo anno, ha provocato più di 280 frane superficiali, piuttosto che colate detritiche, al terzo anno».

A differenza delle colate detritiche, che hanno un comportamento fluido, le frane scivolano come masse coesive lungo un piano di rottura. I ricercatori, compresi scienziati dell'Università dell'Arizona, l'Istituto di ricerca sul deserto, l'USGS, e il Centro di ricerca tedesco (GFZ) ritengono che questa differenza sia dovuta ai cambiamenti nella quantità di acqua che può infiltrarsi nel terreno durante le tempeste che seguono gli incendi. Poiché gli incendi violenti rendono i terreni più idrorepellenti, Rengers dice, le precipitazioni tendono a defluire dal terreno bruciato. "Se l'acqua non si assorbe, " lui spiega, "sta scorrendo sulla superficie." Rimuovendo la copertura del suolo, gli incendi riducono anche l'asperità di un pendio, che aiuta il liquame a prendere velocità. L'incenerimento può anche consentire alle precipitazioni sul suolo nudo di creare ciò che lui chiama un "sigillo superficiale" che aumenta ulteriormente il deflusso.

Poiché le frane hanno runout molto più brevi delle colate detritiche, presentano rischi diversi. "Le frane che abbiamo osservato avrebbero un impatto principalmente sulle infrastrutture locali nella foresta, come strade, linee di trasmissione, e sotterranei, " spiega Rengers. Al contrario, lui dice, le colate detritiche spostano i sedimenti molto più a valle e quindi rappresentano un pericolo oltre il ripido, pendii montuosi. "Le colate detritiche generate dal deflusso minacciano vite e proprietà, comprese le case, " lui dice.

I risultati offrono un raggio di speranza che la minaccia del cedimento del pendio abbia una durata limitata:i ricercatori hanno scoperto che entro cinque anni, la densità delle frane sui pendii bruciati nei San Gabriel era quasi uguale alla densità nelle regioni non bruciate. Ciò indica che la vegetazione in questa regione si riprende entro mezzo decennio.

Sulla base di queste osservazioni, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo modello concettuale di cedimento del pendio post-incendio che ha tre fasi distinte. Durante la fase di "non recupero", l'aumento del deflusso rende più frequenti i flussi di detriti. Nel giro di un paio d'anni, aumento della percolazione dell'acqua, combinato con il decadimento delle radici dalla vegetazione distrutta nel fuoco, rendere i versanti maggiormente soggetti a frane durante la fase di 'primo ripristino'. Dopo circa cinque anni, nuove radici si stabiliscono abbastanza da stabilizzare il fianco della collina nella fase finale "completamente recuperata".

Nel futuro, i ricercatori intendono indagare se questo stesso modello si applica ad altre regioni, come le Montagne Rocciose e il Pacifico nord-occidentale, che quest'anno ha subito anche gravi incendi. Per adesso, i risultati hanno applicazioni immediate e pratiche per i gestori del territorio che stanno affrontando le conseguenze del 2020. "Il nostro modello suggerisce che le colate detritiche saranno la preoccupazione principale nei prossimi uno o due anni, almeno nelle cicatrici da ustione nel sud della California, e in seguito la preoccupazione si sposterà verso i rischi di frana superficiale", afferma Rengers. "Spero che il nostro lavoro offra ai gestori del territorio utili aspettative su come questi processi possano evolversi e li aiuti a dare priorità alla mitigazione e alla pianificazione post-incendio".