哪里有烟，哪里就有洪水：W&M团队研究野火的地质学
科罗拉多州历史上最具破坏性的野火始于2010年9月6日。在四天的时间里，它烧毁了福里峡谷周围大约10平方英里的地区。它摧毁了168所房屋，比科罗拉多州历史上任何一次火灾都要多。保险索赔总额估计为2.17亿美元，使其成为该州最昂贵的野火。
但并不是这场大火让威廉玛丽学院的地质学副教授詹姆斯·凯斯特想要研究福米尔峡谷。随之而来的是大雨。
凯斯特说：“这是一场激烈的野火。“但随之而来的是多年来降雨量的增加。他们在2011年和2012年经历了强烈的雷暴，然后在2013年发生了大规模的洪水。所以一些科学家开始试图了解土壤是如何对这种组合拳做出反应的。”
洪水过后的那个夏天，凯斯特和15岁的地质学本科生爱德华·亚伯拉罕一起前往福里峡谷收集土壤样本。对该地土壤的研究后来成为亚伯拉罕的毕业论文项目。威廉姆斯学院和康涅狄格大学的研究人员也加入了威廉玛丽团队。
该项目由凯克地质协会（Keck geological Consortium）支持，该协会是一个由多所大学组成的本科生研究项目，旨在了解极端野火和灾难性洪水对地貌的影响。亚伯拉罕和凯斯特的研究将于今年晚些时候发表在英国地貌学学会的《地表过程与地貌》杂志上。
凯斯特说：“我们的重点是描述这种火灾洪水情景后的土壤侵蚀。”“在我们的研究区域，降水对景观的影响相对均匀，所以所有的土壤都受到了强降雨的影响，但并不是所有的土壤都受到了火灾的影响。我们分析了未燃烧和燃烧地区的土壤，并使用侵蚀的同位素特征来测量土壤的损失。”
他们后来在研究中写道，他们发现火灾和洪水之间的关系“有可能大大改变该地区未来的侵蚀率”。他们的研究表明，燃烧最热的地区经历的侵蚀率比该地区长期的自然侵蚀率高100倍左右。
“火灾改变了土壤的性质，”凯斯特解释说。植被茂密的地区，如福里尔峡谷朝北的山坡，为野火提供了更多的燃料，使火灾燃烧得更热、更快。凯斯特说，强烈的、快速移动的火会燃烧土壤表面的有机层，这有效地使土壤具有拒水性。水不是浸泡在地面上，而是切入地面。
“土壤变得疏水，”凯斯特说。“这样水就不会渗入地下。火灾之后的降雨，土壤无法吸收水分，所以雨水流入河流和道路。房屋被毁，财产受损，汽车成为河流泥沙负荷的一部分。”
凯斯特说，随着气候条件的变化，野火和暴雨的频率和严重程度预计都会增加。自1970年以来，该地区野火的频率和规模都增加了四倍，而被烧毁的面积增加了六倍多。
亚伯拉罕说：“这种情况会发生得更多，强度也会更大。”“这是我从整个经历中得到的更大的收获之一。就展望未来、了解影响以及如何帮助我们预防或至少减轻影响而言，这是一项重要的研究。”
凯斯特说，那些想在该地区建房的人应该记住，他们靠近茂密的森林和自来水。
“如果你要在那里建房子，”凯斯特说。“你不会想要周围有森林，你会想要远离溪谷。”
他说，如果不这样做，房主就有遭受洪水的风险——即使他们的财产在野火中幸存下来。
亚伯拉罕说：“这绝对让我意识到火的影响，以及它对生活在这些地方的人们的影响。”“它让你了解到在这样一个美丽的地方生活的成本。”
