Ad aprile 2017, una frana a Mocoa, Colombia, strappato attraverso una città locale, uccidendo più di 300 persone. Nicolás Pérez-Consuegra è cresciuto a circa 570 miglia a nord a Santander, Colombia, ed è rimasto scioccato mentre guardava la devastazione in televisione. A quel tempo, era uno stagista universitario presso lo Smithsonian Tropical Research Institute di Panama. Come un geologo in erba cresciuto facendo un'escursione sulle montagne tropicali della Colombia, si chiese, cosa provoca una maggiore erosione in alcune zone della montagna rispetto ad altre? E, sono forze tettoniche - dove le placche tettoniche della Terra scorrono l'una contro l'altra portando alla formazione di montagne ripide - o alti tassi di precipitazioni, che svolgono un ruolo più importante nel causare l'erosione all'interno di quella regione?

Per rispondere a queste domande sarebbe necessaria una comprensione geologica dell'evoluzione delle montagne in Colombia. Durante il suo tirocinio universitario, Pérez-Consuegra ha studiato le montagne vicino alle città di Sibundoy e Mocoa nella regione meridionale della Colombia. Là, osservò fitte foreste pluviali che coprivano montagne ripide e molte cicatrici di frane nelle scogliere. C'erano anche molte frane sulla strada che lo portavano a credere che la tensione e il rilascio di pressione lungo le faglie tettoniche stessero scuotendo il paesaggio e rimuovendo le rocce dalla sua superficie e riversandolo nei fiumi.

Per saperne di più sulle forze in gioco che stavano plasmando il ripido terreno di quella regione, Pérez-Consuegra ha conseguito un dottorato presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente (EES) del College of Arts and Sciences. Dice che l'opportunità di sviluppare le proprie idee di ricerca è stata una delle ragioni principali per cui ha scelto la Syracuse University. Pérez-Consuegra ha condotto lo studio dall'inizio alla fine, proponendo le domande di ricerca, ipotesi e metodologia, con l'aiuto del suo dottorato di ricerca. consigliere Gregory Hoke, professore associato e presidente associato di EES, e Paul Fitzgerald, professore e direttore degli studi universitari in SEO. Ha anche ottenuto borse di ricerca e supporto da EES e da una serie di fonti esterne tra cui un National Geographic Early Career Grant e altro ancora, che ha interamente finanziato tre spedizioni sul campo in Colombia e il lavoro analitico sui campioni di roccia raccolti lì.

Pérez-Consuegra e Hoke hanno condotto ricerche sul campo nella parte orientale della Cordigliera delle Ande colombiane. Durante quelle spedizioni il team ha camminato e viaggiato sia in auto che in barca a varie altitudini per raccogliere oltre 50 campioni di roccia. Le rocce sono state quindi spedite alla Syracuse University e lavorate in laboratorio per estrarre i dati termocronologici.

Secondo Pérez-Consuegra, un termocronometro è come un cronometro che inizia a ticchettare una volta che una roccia si raffredda attraverso un determinato intervallo di temperature, tenendo traccia del tempo necessario per il successivo viaggio verso la superficie terrestre. L'apatite minerale è il cronometro radioattivo che impiega nei suoi studi. Diversi chilogrammi di campione di roccia vengono elaborati per produrre alcuni grammi di apatite che contengono due tipi di cronometri dipendenti dalla temperatura, o termocronometri. I ricercatori possono capire il tasso di erosione a lungo termine calcolando quanto velocemente una roccia si muove verso la superficie terrestre, utilizzando una formula che converte la temperatura in profondità al di sotto della superficie terrestre e quindi dividendo la profondità per tempo.

Lo studio di Pérez-Consuegra ha rivelato che i più alti tassi di erosione si verificano vicino ai luoghi che hanno le faglie tettonicamente più attive. Mentre le precipitazioni possono fungere da catalizzatore per l'erosione sulla superficie delle montagne, la principale forza in gioco sono le faglie in cui la roccia viene esumata dalle profondità sotto la superficie terrestre a velocità più elevate.

"Le faglie tettonicamente attive stanno causando il sollevamento delle montagne che circondano Mocoa e stanno anche rendendo il paesaggio più ripido, " Pérez-Consuegra dice. "Le montagne più ripide e più alte sono più soggette a frane. Pioggia, e in particolare piogge torrenziali, possono innescare le frane, ma ciò che pone le basi sono i processi tettonici".

Hoke afferma che mentre i geomorfologi vorrebbero pensare che i tassi di pioggia possano assumere il ruolo di maggiore influenza sulla formazione delle montagne, La ricerca di Pérez-Consuegra dimostra che la deformazione interna della Terra è il fattore principale.

"Mentre il lavoro precedente all'interno di un bersaglio di forti precipitazioni nella Cordigliera orientale della Colombia inizialmente puntava a un forte controllo del clima sulla crescita delle montagne, Il lavoro di Nicolás ha esteso gli stessi tipi di osservazioni a un altro punto caldo delle precipitazioni a più di 250 miglia di distanza e ha scoperto che le velocità con cui la roccia viene trasportata in superficie dipendono dall'attività delle faglie, e non quantità di precipitazioni, " dice Hoke.

Perez-Consuegra, che avvierà una borsa di studio post-dottorato in scienze ambientali al MIT in autunno, osserva che la conoscenza geologica è essenziale per prevedere quali aree in una catena montuosa tropicale sono più soggette a frane, terremoti ed eruzioni vulcaniche, e le conseguenze catastrofiche che questi eventi potrebbero avere nelle popolazioni circostanti.

"È importante investire per migliorare la mappatura geologica delle montagne tropicali, comprendere meglio la distribuzione spaziale e le geometrie delle faglie tettonicamente attive, "dice Pérez-Consuegra.

Leggi di più sulla ricerca di Pérez-Consuegra sulla rivista Tettonica :"Il caso per il controllo tettonico sull'esumazione erosiva sulle Ande settentrionali tropicali basato su dati termocronologici."