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Lagos de agua dulce - Geociencias

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Introducción

Los lagos de agua dulce son cuerpos de agua tierra adentro, típicamente formados a partir de depresiones en la superficie de la tierra. Estas cuencas generalmente se forman a partir de la extensión continental, fallas de deslizamiento o como cuencas de hundimiento. Están delimitados por umbrales y generalmente alimentados por arroyos y ríos del entorno circundante. Si hay canales que emiten agua y sedimentos, el lago está hidrológicamente abierto. Los lagos hidrológicamente cerrados (solo entrada de agua y sedimentos) también pueden ser de agua dulce si sus concentraciones de iones disueltos son lo suficientemente bajas. El agua dulce tiene una concentración de solutos por debajo de aproximadamente 5 gramos por litro.

Figura 1: Lago Tahoe. https://calval.cr.usgs.gov/apps/lake-tahoe

El agua es el medio principal de transporte de sedimentos hacia y desde los lagos, pero el viento también puede depositar o erosionar los sedimentos. El flujo de agua líquida de los canales es turbulento y depende del ancho, la profundidad y la velocidad del flujo del canal. El flujo está restringido en gran medida a más de 10 a 20 metros de profundidad del lago; esta porción superior oxigenada se llama epilimnion. Las corrientes de superficie impulsadas por el viento pueden tener una velocidad de hasta 30 centímetros por segundo. Producen olas que pueden transportar sedimentos alrededor del lago, pero el viento generalmente solo erosiona los sedimentos por encima del nivel del agua. Las olas también mezclan el agua y facilitan la difusión del oxígeno en las capas superiores del lago.

Los sedimentos generalmente son transportados hacia y desde los lagos por el agua de los canales, pero el viento también puede transportar sedimentos finos. Los flujos de los canales que mueven los sedimentos son turbulentos, con granos más gruesos bajo el flujo plano superior y granos finos que se transportan en suspensión. Las velocidades de flujo más lentas producen dunas y ondas de corriente, que son asimétricas. Las olas también son responsables de dar forma a las costas de los lagos, erosionando y depositando sedimentos para crear playas. Las olas pueden formarse a partir de los flujos de aire y agua sobre el lago. Tienden a producir ondas onduladas, que son simétricas.

Los granos se mueven de varias formas dentro de los canales y lagos, dependiendo de la fuerza de elevación producida por el fluido transportador:

  • Laminación ocurre cuando un grano rueda por la superficie del lecho (sí, de verdad). Ruedan debido a la fricción entre el sustrato y el flujo del fluido.
  • Mutación ocurre cuando un grano se levanta de la superficie del lecho y vuelve a caer en una serie de saltos. La fuerza de elevación no es suficiente para transportar el grano de forma indefinida.
  • Suspensión es cuando un grano se eleva en un flujo y se transporta continuamente. Esto es común para granos del tamaño de arcilla, pero los granos más grandes pueden estar suspendidos en flujos más turbulentos.


Figura 2: Drenaje del río Colorado en el lago Mead. https://www.nps.gov/lake/learn/understanding-the-lakes.htm

agregue una descripción de lo que el lector debe prestar atención, p. ej. ¿Por qué parte de él es rojo? ¿Cuál es la banda de luz sobre el nivel del agua?

La figura 2 muestra el río Colorado desembocando en el lago Mead. Tenga en cuenta las columnas de sedimento fino de color óxido que se transportan en suspensión. Las bandas de roca más claras sobre la costa son costas anteriores. Los sedimentos de grano fino a grueso se pueden llevar a un lago. El sedimento fino se transporta en el epilimnion lejos de los márgenes del lago, mientras que el sedimento grueso cae inmediatamente de la suspensión al hipolimnion y forma turbiditas. La clasificación de los lechos se realiza típicamente hacia arriba, especialmente cerca de las desembocaduras de los ríos que transportan sedimentos.

Los niveles de los lagos están determinados por las aportaciones de agua y sedimentos. Muchos lagos de agua dulce dependen de la entrada de sedimentos y fluidos de los ríos, por lo que sugiero visitar el capítulo sobre ellos aquí para obtener más información.

Las olas también son realmente importantes, ya que ayudan a crear playas y erosionar las costas. Recomiendo agregar algo sobre ellos, especialmente porque mencionas las ondas de las olas como una de las estructuras más comunes en los depósitos de lagos.

Características de los sedimentos depositados

Los granos del tamaño de arena y lodo son los más comunes, pero también pueden estar presentes carbonatos, evaporitas y material orgánico. La arena es más común en la costa, pero también puede formar parte del fondo del lago en áreas menos profundas. El lodo puede estar en lagos profundos o en depósitos de llanuras aluviales sobre la ribera. Los guijarros y la grava se encuentran en turbiditas, principalmente en sus bases.

Las estructuras de los depósitos lacustres se asemejan a las de otros entornos de baja energía, pero con sus propias características únicas. Las ondas onduladas y las laminaciones paralelas son las estructuras más comunes. Las ondas de las olas solo aparecen en depósitos de lagos poco profundos o cercanos a la costa. Esto se debe a que se forman a partir de las corrientes de viento, que producen un movimiento elíptico en la superficie del lago. Esto se traduce gradualmente verticalmente en ondas estacionarias en la superficie del lecho, lo que genera ondulaciones simétricas.

Otras estructuras incluyen moldes de raíces, grietas de lodo y signos de bioturbación. Los moldes de raíces y las grietas de lodo se forman cuando la costa del lago retrocede, exponiendo el limo y la arcilla más finos al aire. Las plantas colonizan este sedimento expuesto y dejan restos de raíces. Las grietas de lodo se forman debido a la desecación del sedimento, pero debido a que la arcilla es cohesiva, el lecho no se deshace. La bioturbación es cuando los organismos excavan y agitan los sedimentos para hacer madrigueras vivientes, escapar de los depredadores o buscar comida.

Figura 3: Huellas de alimentación de un animal desconocido; Valle de la Muerte, CA. http://www.pitt.edu/~cejones/GeoImages/5SedmentaryRocks/SedStructures/Bioturbation1.html

Asegúrese de describir dónde se forman las raíces y las grietas del lodo en relación con la costa del lago. Requieren cambios en el nivel del lago para formarse, por lo que sería útil agregar algo sobre lo que determina el nivel del lago (especialmente dada su imagen del lago Mead arriba)

Los organismos más comunes que se encuentran en los sedimentos de los lagos son los gasterópodos, los bivalvos y los ostrácodos. Las conchas y las algas calcáreas también forman la fuente de gran parte de las llamadas lutitas calcáreas, que pueden depositarse en los márgenes o profundidades más profundas de los lagos. También se conocen vertebrados. Las carófitas, un tipo de alga verde, también son indicativas de ambientes lacustres de agua dulce debido a su intolerancia al agua salina.

Figura 4: Carófitos del Devónico de Rockford, IL. https://www.eeob.iastate.edu/faculty/DrewesC/htdocs/fossil-buttons.htm

Secuencia vertical típica de las facies de lagos de agua dulce

Figura 5: Una columna estratigráfica que muestra depósitos fluviolacustres. https://www.researchgate.net/publication/221818423_The_Earliest_Post-Paleozoic_Freshwater_Bivalves_Preserved_in_Coprolites_from_the_Karoo_Basin_South_Africa/figures?lo=1

Sería muy útil conectar el movimiento de la costa y los ciclos ascendentes de clarificación / engrosamiento con los cambios en el nivel del lago.

El flujo suele pasar de más a menos enérgico a lo largo del tiempo. Esto se refleja en las capas de lecho como afinando hacia arriba, donde la grava se convierte en arena, luego en limo y lodo. La Figura 5 arriba muestra depósitos fluviolacustres de una localidad del Triásico en Sudáfrica, específicamente aquellos en la formación Burgersdorp. Puede ver cambios abruptos y continuos en el tamaño del grano y las estructuras sedimentarias. Las líneas sinuosas representan superficies erosivas, mientras que las lineales representan cambios graduales. Los lechos ascendentes más gruesos, que cambian de lutita a arena fina, muestran un aumento en la velocidad del flujo y la turbulencia, lo que sugiere una regresión de la costa. Por el contrario, los lechos ascendentes de clarificación sugieren una transgresión debido a la falta de flujo turbulento que permite que el lodo y el limo se asienten de la suspensión. Las costas de los lagos fluctúan con frecuencia a lo largo del tiempo, lo que podemos ver a través de la presencia de superficies erosivas, cambios en el tamaño de grano y estructuras sedimentarias. Estas diferencias en el tamaño del grano y las estructuras reflejan el margen del lago y las facies profundas del lago. Las facies de los márgenes del lago son típicamente de grano grueso con arena o grava, y sus estructuras más comunes son las ondas de las olas y las ondas de las corrientes. Las facies de los lagos profundos generalmente consisten en lodo fino y con frecuencia tienen laminaciones planas.

Figura 6: La secuencia de Bouma. https://www.researchgate.net/publication/335685532_Verification_of_gravity-flow_models_case_study_from_the_Lower_Eocene_sediments_Tylmanowa_site_SE_Poland

Las facies de los lagos profundos consisten en sedimentos del tamaño de arcilla y limo, y sus estructuras principales son laminaciones paralelas. La secuencia de Bouma anterior muestra un depósito de turbidita, con grava y arena gruesa en transición a arena muy fina y luego a lodo. Estos depósitos se forman cuando los flujos de escombros arrojan sedimentos por una superficie inclinada, con frecuencia cerca de las desembocaduras de los ríos que depositan sedimentos. La grava y la arena gruesa caen de la suspensión primero, luego la arena fina, y el lodo finalmente se asienta de la suspensión cuando el flujo pierde suficiente energía. Las turbiditas se explican con más detalle aquí. También aparecen variaciones en esta secuencia en los depósitos aluviales, que se explican con más detalle aquí. Los depósitos sobre la ribera en los lagos también pueden formar un lodo laminado fino, pero a diferencia de las facies de los lagos profundos, el lodo con frecuencia tiene moldes de raíces.

Estudio de caso: La formación Yixian

¡Aquí es donde las cosas se ponen interesantes!

Durante más de los últimos 30 años, se han encontrado muchos fósiles excepcionales en China. Una de sus formaciones más famosas y productivas es la Formación Yixian ubicada en la provincia de Liaoning en el noreste de China. Es del Cretácico temprano en edad, entre aproximadamente 139-122 Ma. Se divide en al menos tres miembros: el miembro Lujiatun más bajo, compuesto por rocas fluviales y volcánicas, el miembro Xiatulaigou, compuesto por flujos de lava basáltica y brechas asociadas, y el miembro Jianshangou (Wang et al, 2016).

Figura 7: Diagrama que muestra las formaciones Yixian y Tuchengzi subyacentes en una columna estratigráfica. Tomado de Wang et al. 2016.

El Miembro de Jianshangou es un componente lacustre de la formación Yixian y es altamente fosilífero. Tiene 4 subunidades, o lechos, con características distintivas (Wang et al, 2016). El más basal es el lecho de Dajianshanzi, que está compuesto en gran parte por sedimentos volcánicos y tiene bivalvos de agua dulce. Luego está la cama Anjiagou, compuesta de lodo laminado fino intercalado con ceniza volcánica fina, que produjo el primer dinosaurio emplumado conocido. Sinosauropteryx y pájaros como Confuciusornis. Más arriba se encuentra la cama Hengdaozi, que consta de lutitas ligeras y areniscas intercaladas con cenizas. Conserva grandes cantidades de fósiles de insectos y angiospermas. Por último, el lecho de Huangbanjigou consta de lutitas con diversos grados de laminación junto con cenizas. El miembro de Jianshangou generalmente conserva un registro fósil notablemente completo del ecosistema, que incluye gimnospermas, angiospermas, insectos, moluscos, dinosaurios no aviares, aves y mamíferos. Colectivamente, se les conoce como Jehol Biota. Son los dinosaurios de este y otros lechos similares los que revelaron la prevalencia de plumas entre los dinosaurios no aviares, y también contienen algunas de las primeras plantas con flores conocidas, como Archaefructus.

Uno de los dinosaurios conservados en los lechos de Yixian es Psitacosaurio, un pequeño dinosaurio relacionado con Triceratops. Se conocen varias especies. La preservación excepcional se produce debido al lodo muy fino y los sedimentos volcánicos, junto con un entorno de depósito de muy baja energía. Este individuo probablemente murió y permaneció en su lugar, y fue enterrado por sucesivas capas de lodo y cenizas que se asentaron en suspensión. Esto permitió que no solo se fosilizaran los huesos, sino también las huellas de la piel escamosa y otros tejidos blandos. La piel se conserva como residuos de fosfato de calcio, que las escamas contenían en la vida (Vinther et al, 2016). La conservación es tan fina que las impresiones de los melanosomas, los diminutos orgánulos que producen el pigmento, son visibles bajo un microscopio electrónico (Vinther et al, 2016). Además, las escamas muestran texturas notablemente diferentes en diferentes áreas del cuerpo.

Figuras 8 y 9: Psittacosaurus sp. SMF R 4970 bajo luz polarizada cruzada y una reconstrucción del modelo. Las porciones más oscuras de la muestra en la Figura 7 son residuos de melanina, que muestran variaciones de pigmentación en diferentes áreas del cuerpo. El dinosaurio fue enterrado de espaldas y el cuerpo fue aplastado levemente por la sobrecarga. Ambas cifras tomadas de Vinther et al. 2016.

Resumen

Los lagos de agua dulce consisten en masas de agua continentales suministradas por ríos y arroyos. Las ondas son fenómenos físicos comunes que dan forma a la deposición y las estructuras sedimentarias de los lechos. Si tenemos una suerte increíble, como lo somos con la formación Yixian, los lagos pueden proporcionarnos una vista magnífica de la vida prehistórica casi literalmente en carne y hueso.

Referencias

Bohacs, K. M. (1999). Tipo de cuenca lacustre, potencial de fuente y carácter de hidrocarburos; un marco secuencial-estratigráfico-geoquímico integrado. Boletín AAPG, 83(11), 1878. doi: 10.1306 / E4FD42AB-1732-11D7-8645000102C1865D

Li, Q., Gao, K.-Q., Meng, Q., Clarke, J. A., Shawkey, M. D., D'Alba, L.,. Vinther, J. (2012a). Reconstrucción de Microraptor y evolución del plumaje iridiscente. Science (Nueva York, N.Y.), 335(6073), 1215. doi: 10.1126 / science.1213780

Li, Q., Gao, K.-Q., Meng, Q., Clarke, J. (2012b). doi: 10.1126 / science.1213780

Nichols, G. (2009). Sedimentología y estratigrafía. En (2ª ed. Ed.). Chichester, Reino Unido; Hoboken, Nueva Jersey: Wiley-Blackwell.

Pan, Y., Sha, J., Zhou, Z. y Fürsich, F. T. (2013). La Biota de Jehol: Definición y distribución de reliquias excepcionalmente preservadas de un ecosistema continental del Cretácico Temprano. Investigación del Cretácico, 44(C), 30-38. doi: 10.1016 / j.cretres.2013.03.007

Vinther, J., Nicholls, R., Lautenschlager, S., Pittman, M., Kaye, Thomas g., Rayfield, E.,. Cuthill, Innes c. (2016). Camuflaje 3D en un dinosaurio ornitisquio. Biología actual, 26(18), 2456-2462. doi: 10.1016 / j.cub.2016.06.065

Wang, Y., Olsen, P. E., Sha, J., Yao, X., Liao, H., Pan, Y.,. Rao, X. Estratigrafía, correlación, ambientes deposicionales y ciclicidad de las formaciones Yixian del Cretácico Temprano y Tuchengzi del Jurásico-Cretácico en el área de Sihetun (NE de China) basadas en tres núcleos continuos. Paleogeografía, Paleoclimatología, Paleoecología, 464, 110-133. doi: 10.1016 / j.palaeo.2016.06.043


Lagos de agua dulce - Geociencias

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Los artículos de fondo representan la investigación más avanzada con un potencial significativo de alto impacto en el campo. Los artículos de fondo se envían por invitación individual o recomendación de los editores científicos y se someten a una revisión por pares antes de su publicación.

El artículo destacado puede ser un artículo de investigación original, un estudio de investigación novedoso y sustancial que a menudo implica varias técnicas o enfoques, o un artículo de revisión completo con actualizaciones concisas y precisas sobre los últimos avances en el campo que revisan sistemáticamente los avances científicos más interesantes. literatura. Este tipo de artículo ofrece una perspectiva sobre las futuras direcciones de la investigación o sus posibles aplicaciones.

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PREPARACIÓN PARA LA ESCUELA DE GRADUADOS

El Departamento de Geociencias ha establecido un convenio de articulación con el School of Freshwater Sciences, University of Wisconsin - Milwaukee para un programa 3 + 2 para obtener un B.S. de UW-Parkside y un M.S. o Maestría en Ciencias de la Facultad de Ciencias del Agua Dulce, UW-Milwaukee.

Aspectos destacados del curso

Recursos hídricos de los Grandes Lagos | 106

Historia física y geológica y descripción de la región de los Grandes Lagos. Énfasis en el ciclo hidrológico, los recursos económicos de los Grandes Lagos, la contaminación y otros problemas ambientales.

Minerales y rocas | 200

Orden interno de los cristales Propiedades físicas, químicas y ópticas de los minerales Identificación de minerales Asociaciones de minerales y Clasificación de depósitos de minerales de rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias. Viajes al campo.

Paleontología | 309

Aplica principios, prácticas y procedimientos aplicados a importantes grupos de invertebrados fósiles Discusión generalizada de plantas y vertebrados elementos de interpretaciones paleoambientales de bioestratigrafía. Viajes al campo.

Geología ambiental | 330
Aplicación de conceptos geológicos básicos a problemas ambientales, énfasis en peligros geológicos, eliminación de desechos, planificación urbana, cuestiones de política de recursos y tendencias y programas ambientales. Viajes al campo.

Muestreo, Monitoreo y Evaluación Ambiental | 445
Explica los métodos de laboratorio y de campo referenciados por la EPA para evaluar los niveles de contaminantes en sistemas de agua terrestres y subterráneos. Los estudiantes aprenden y practican técnicas de muestreo y monitoreo y adquieren experiencia con técnicas cromatográficas y espectroscópicas.


Planificación actual & # 160

Si hay un nuevo proyecto de vivienda o un nuevo negocio planeado, puede encontrar información al respecto aquí. Los planificadores revisan una variedad de permisos presentados a la ciudad para proyectos de desarrollo que van desde remodelaciones de viviendas hasta importantes desarrollos de viviendas, mejoras comerciales para inquilinos y la construcción de nuevos negocios. Esta división también revisa las licencias comerciales y los permisos para eventos especiales como Aquafest.

A continuación se muestra una lista de los proyectos actuales que la ciudad está revisando.

Noticia pública

Los proyectos de desarrollo que requieren notificación pública se enumeran a continuación:

Publicado el 24/6/2021LUA2021-0099 Revisión del diseño de la tienda de comestibles y reunión pública
Publicado el 24/6/2021LUA2021-0092 y amp 93 Arco AM / PM
Publicado el 21/6/2021LUA2021-0042 Variación de la línea de costa de Lewendowski
Publicado el 21/6/2021Plataforma final de LUA2021-0083 Ingbretson
Publicado el 8/6/2021LUA2021-0072 y 78 Reunión pública industrial de Hartford
Publicado el 8/6/2021LUA2021-0097 Reemplazo del muelle de Davies Beach
Publicado el 6 // 2021LUA2021-0087 Dragado de Stevens Creek
Publicado el 4/6/2021LUA2021-0070 Elevador de barcos Ness
Publicado el 28/5/2021Revisión de diseño de adición de casa en hilera LUA2021-0089
Publicado 19/5/2021LUA2020-0191, LUA2021-0067 y 68 casas adosadas en North Village
Publicado el 10/5/2021LUA2021-0059 Sherwood Unit Lot Subdivision
Publicado el 4/5/2021LUA2021-0055 Reemplazo del muelle de Davies Beach
Publicado el 21/4/2021Plataforma final LUA2021-0002 Pellerin II
Publicado el 21/4/2021Plataforma final de LUA2021-0050 Weinberg
Publicado 16/4/2021LUA2020-0189 Audiencia pública de determinación de umbral SEPA
Publicado 14/04/2021LUA2020-0176 Determinación de SEPA de Lakeshore Plaza


¿Cómo ayuda INT con Data Lakes?

INT ayuda de dos maneras: Tenemos una experiencia única en la industria. Trabajando con tantos actores, hemos adquirido los conocimientos necesarios para leer múltiples formatos de datos, incluso cuando estos formatos no se siguen estrictamente. Nuestras herramientas facilitan la extracción de los metadatos necesarios para que el lago funcione según lo previsto y no como un "pantano".

Y, por supuesto, nuestra tecnología de visualización es lo que lo hace posible, todo desde la comodidad de su navegador. Nuestro visor de nube empresarial IVAAP le permite visualizar los conjuntos de datos y documentos almacenados de forma remota en su lago de datos. Verá cómo puede comenzar desde un mapa y profundizar hasta las curvas de registro de un pozo que se encuentra en ese mapa. En la misma pantalla, podrá revisar los informes en PDF de ese pozo y navegar por las secciones del levantamiento sísmico coincidente como si estuviera almacenado localmente.

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Estudio describe la viabilidad de reutilizar el campo de gas natural de Clarke Lake para energía y calor geotérmico

Vancouver, BC - 19 de septiembre de 2019 - Un nuevo estudio de prefactibilidad publicado por Geoscience BC evalúa el potencial de reutilizar el campo de gas natural Clarke Lake Field para albergar una planta piloto para generar energía geotérmica y calor.

Llamada Estudio de prefactibilidad geotérmica de Clarke Lake, el informe evalúa dos sitios potenciales cerca del campo de gas de Clarke Lake al sur de Fort Nelson. Describe los costos e ingresos potenciales, así como las recomendaciones de tecnología y los requisitos de permisos como un primer paso para comprender la viabilidad económica.

La jefa de Fort Nelson, Sharleen Gale, dijo: “Fort Nelson First Nation agradece los estudios de Geoscience BC que han destacado las oportunidades de recursos geotérmicos inmediatamente adyacentes a nuestra comunidad de origen y ubicados en nuestro territorio donde nuestra gente ha vivido durante miles de años.

"No hay muchos lugares en el mundo donde se pueda acceder a la energía geotérmica, ¡podría revolucionar el norte! Estamos agradecidos por esta oportunidad única de buscar energía limpia y renovable que pueda brindarnos seguridad alimentaria, independencia energética y diversas oportunidades económicas. en nuestro territorio. las posibilidades son infinitas ".

“Este estudio pone cifras iniciales sobre la idea de utilizar campos de petróleo y gas abandonados para generar energía geotérmica y calor en el noreste de la Columbia Británica”, dijo el vicepresidente ejecutivo y director científico de Geoscience BC Carlos Salas. "La electricidad utilizada en el área es principalmente generada por gas o importada de Alberta, por lo que, además de aumentar la generación de electricidad local, existe un potencial real para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y brindar oportunidades económicas nuevas y diversificadas al área".

El informe concluye que existe el potencial para una planta combinada de energía geotérmica y calor, y que el período de recuperación de los costos de desarrollo sería de entre 12 y 24 años. Identifica clientes potenciales de energía y usos de calor, incluida la calefacción de edificios públicos y los clientes industriales. El informe también identifica oportunidades futuras que una planta geotérmica podría ayudar a generar, incluidos los invernaderos que utilizan el calor de la planta y el potencial para atraer operaciones mineras de criptomonedas.

Las estimaciones de costos y recuperación de la inversión en el estudio de prefactibilidad tienen una precisión del 50 por ciento. El informe propone los próximos pasos para cualquiera que busque desarrollar sitios en el área, incluido un diseño y análisis de ingeniería más detallados, y medir el interés de los clientes de energía y calor.

Acceso a la información

Estudio de prefactibilidad geotérmica de Clarke Lake utiliza detalles de tres estudios anteriores realizados en el área por Geoscience BC. Los enlaces a cada uno de estos y al informe completo se pueden encontrar a continuación:

Acerca de la geociencia BC

Geoscience BC genera datos e investigaciones geocientíficas públicas e independientes sobre los recursos minerales, energéticos y hídricos de la Columbia Británica. Esto promueve el conocimiento, informa el desarrollo responsable, fomenta la inversión y estimula la innovación.

Nuestra colaboración con los sectores de recursos, la academia, las comunidades, los grupos indígenas y el gobierno desarrolla y comparte datos e investigaciones científicas de la tierra imparciales y creíbles.

Geoscience BC es una sociedad sin fines de lucro incorporada bajo el BC Ley de sociedades.


Lagos de agua dulce - Geociencias

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A medida que el lago Michigan se eleva, los acantilados se derrumban y los geólogos exploran

Con el nivel del lago Michigan en el más alto en 25 años, la erosión de las olas en el fondo de los acantilados a orillas del lago ha comenzado a traducirse en colapsos en la parte superior.

Y mientras los terratenientes y los municipios a lo largo de la costa este de Wisconsin miran nerviosamente hacia el este, llega ayuda de la Encuesta de Historia Natural y Geológica de Wisconsin y de la Universidad de Wisconsin-Madison.

El lago está de seis a diez pies por encima del promedio entre 1917 y 2018, dice J. Elmo Rawling, un geólogo del estudio. “Las diapositivas están comenzando y ahora estamos lidiando con una recesión en la cima de los acantilados. Ya se han eliminado varias estructuras en el condado de Racine y la gente está cada vez más preocupada ".

Rawling y Lucas Zoet, profesor asistente de geociencia en la Universidad de Wisconsin-Madison, llevan más de un año en un proyecto patrocinado por Wisconsin Sea Grant destinado a comprender mejor cómo se erosionan los acantilados y qué desencadena su colapso.

El nivel del lago Michigan no está controlado por una presa, sino por la lluvia menos la evaporación y el agua que fluye a través del río St. Clair.

Desde el último nivel alto hace 25 años, "esa es toda una carrera en el DNR, la universidad, los administradores locales y los propietarios de tierras", dice Rawling. "No hay mucha experiencia práctica del día a día, experiencia, con fracasos de farol".

Para reforzar la comprensión del problema, Rawling y Zoet instalaron instrumentos para medir el movimiento en los acantilados, cartografiaron con drones las caras de los acantilados y perforaron pozos para monitorear el agua subterránea.

Los datos se utilizarán para construir un modelo informático de movimiento de farol que estará disponible para los gobiernos y agencias municipales a través del Programa de Manejo Costero de Wisconsin.

Idealmente, el modelo servirá como una especie de red de alerta temprana y brindará asesoramiento sobre tácticas, como evitar que el agua se estanque en el acantilado, lo que puede inhibir el colapso.

La Encuesta de Historia Natural y Geológica de Wisconsin, una agencia independiente cuyas raíces se remontan a 1853, ahora es parte de la Extensión de la Universidad de Wisconsin. Extensión, a su vez, se reincorpora a UW – Madison.

“Esta es una colaboración natural entre dos sucursales de UW – Madison”, dice Rawling. “El departamento de geociencias se enfoca en la investigación de problemas globales, mientras que nosotros nos enfocamos de manera más práctica en Wisconsin. Ambos aportamos experiencia e instrumentación a este problema ".

Además del estudio del lago, el Servicio Geológico trabaja en temas relacionados con aguas subterráneas, pozos de agua, minería, fósiles, mapas y otros aspectos de la historia natural. Su vasto almacén de datos es útil en agricultura, transporte, planificación y desarrollo.

El colapso del acantilado comienza cuando las olas erosionan la punta del acantilado y hacen que las secciones sin apoyo de la cara se deslicen, acercando la cara a la vertical. “Una vez que el acantilado está en una posición de gasto excesivo, lo más probable que cause que falle en un deslizamiento de tierra es que suba el nivel freático”, dice Zoet. Por lo tanto, los tres pozos de agua subterránea perforados este enero en el parque Warnimont en Milwaukee son clave para comprender los deslizamientos de tierra.

Los pozos de monitoreo de agua subterránea en Warnimont Park, Milwaukee, se están utilizando para evaluar cómo el nivel fluctuante del agua subterránea afecta la estabilidad del acantilado. J. Elmo Rawling

El agua subterránea no lubrica el material en el acantilado, pero reduce el "agarre" entre las partículas aliviando la presión, lo que permite deslizamientos.

El objetivo final de los geólogos es hacer un modelo matemático de acantilados y deslizamientos de tierra, dice Zoet. “Se trata de un sistema de ecuaciones que nos permitirá predecir mejor cuándo ocurrirán los deslizamientos de tierra, en base a factores que los hacen más probables. El modelo debe tener en cuenta la forma, el tamaño, la composición del acantilado y el estado de erosión en la base ".

El grupo usa lo que llama un "Badger" (Registradores de Experimentos Generadores de Datos de Evaluación de Bluff) para registrar el movimiento con un cable extendido desde tierra firme hasta la cara del acantilado, y conectado a un sensor que puede rastrear el movimiento hasta 10 veces por segundo.

Otros datos para el modelo de falla de farol provienen de una cámara montada en un dron que captura imágenes de la cara del farol que se digitalizan y se convierten en representaciones topográficas de la cara. Las observaciones visuales recopiladas por el geólogo David Mickelson de UW-Madison durante la década de 1970 registran la composición de los acantilados: roca, arcilla y arena.

El lago eventualmente retrocederá, pero incluso entonces, el peligro de deslizamiento de tierra no disminuirá de inmediato, dice Rawling. "Se necesitan varios años para que un cambio en la punta del pie impacte la línea de la cresta, por lo que incluso si el lago se hunde, esperamos una mayor erosión".

Este acantilado, en el condado de Ozaukee, muestra los complejos depósitos sedimentarios en un acantilado de 120 pies a lo largo de la costa del lago Michigan en Wisconsin. Russ Krueger

“Cuanto más corto es el acantilado, menor es el lapso de tiempo entre la erosión en la punta y la erosión en la parte superior”, agrega Zoet. “En el área sur, el condado de Racine, los acantilados bajos ya están sintiendo los efectos. Más al norte, donde los acantilados tienen cientos de pies de altura, los efectos pueden tardar años en aumentar ".

Sin embargo, lo que es malo para el acantilado puede ser bueno para la playa. "Sabemos que cuando el acantilado falla, entrega sedimentos a la costa cercana, incluida la playa", dice Rawling, "y en última instancia estamos tratando de cuantificar la cantidad de sedimento que sale de un acantilado determinado".

Estas entregas pueden ser sustanciales. Una propiedad, con una fachada de menos de 100 yardas, arrojó un estimado de 60 camiones de volteo de sedimentos entre mayo y septiembre de 2018, y eso fue durante un período tranquilo del lago, cuando la acción de las olas es mínima. Las tormentas pueden traer olas de 11 o 12 pies de altura, lo que produce una erosión masiva, dice Rawling.

La geología, como otras ciencias, a menudo avanza a través de pasos incrementales, pero el proyecto actual puede ser una excepción, dice Rawling. “No hemos tenido este problema durante 30 años, por lo que no hemos aplicado nueva tecnología al problema desde la década de 1990. Hace treinta años no existían GIS o GPS (sistemas de información geográfica o sistemas de posicionamiento global) sofisticados, e Internet apenas era un factor. No había drones. Ahora, podemos adquirir datos de olas muy rápidamente y utilizar instrumentos asequibles y sofisticados para monitorear el agua subterránea, que puede ser la variable individual más grande que explique el colapso de un acantilado ".


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