GPR ayuda a resolver el misterio del agujero en la duna
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GPR ayuda a resolver el misterio del agujero en la duna

monte Baldy, en la parte este de Indiana Dunes National Lakeshore, es la duna activa más grande a lo largo de la costa sur del lago Michigan y una instalación recreativa popular para los residentes locales y turistas (Figura 1). En julio de 2013, un niño de 6 años que caminaba por la duna cayó en un agujero que de repente se abrió debajo de él. Estuvo atrapado durante varias horas a más de 3 m por debajo de la superficie hasta que los trabajadores de emergencia excavaron para rescatarlo (Figura 2). Posteriormente, debido a que no se conocía el proceso de formación o la extensión y la importancia del peligro representado por este agujero, Mt Baldy se cerró al tráfico peatonal en 2013 y sigue siéndolo hoy.

4Figura 1: Ubicación de Mount Baldy

2Figura 2: Rescate del niño atrapado en el agujero de la duna (Arizona Daily Star)

Para comprender el desarrollo de estos vacíos, el Servicio Geológico de Indiana llevó a cabo un estudio de la arquitectura de la duna. 1 y el Departamento de Ciencias Geológicas de la Universidad de Indiana 2 utilizando GPR y núcleos de tierra sólida. Se utilizó un sistema PulseEKKO PRO GPR con frecuencias centrales de 50 y 100 MHz y un sistema Noggin de 250 MHz (Figura 3) para recolectar líneas de levantamiento perpendiculares a la costa y longitudinales a la dirección de transporte de sedimentos de la duna (Figura 4). Dado que la duna tiene una gran cantidad de topografía, para reconstruir las verdaderas geometrías de las diversas capas y características, fue necesario corregir las líneas GPR para los cambios de elevación en el posprocesamiento.

3Figura 3: pulseEKKO PRO con antenas de 100 MHz (izquierda) y Noggin SmartCart con (derecha)

1Figura 4: Se recolectaron tres líneas GPR de 250 metros y treinta y tres de 80 metros para la investigación

Los datos de los transectos y núcleos de GPR se utilizaron para definir cuatro horizontes estratigráficos principales. Estos incluyen una duna superior e inferior, separadas por un paleosuelo (un horizonte de suelo antiguo) que se desarrolló en la parte superior de la duna inferior (Figura 5). La duna superior se formó durante el siglo XX y corresponde al monte actual. Calvo la duna inferior se formó 20-3000 años después de que el ancestral lago Michigan cayera desde el nivel máximo del agua del Holoceno medio después de la retirada del hielo de la última edad de hielo.

6Figura 5: Imagen del suelo antiguo (paleosuelo) en el que crecieron los árboles antes de ser enterrados por las arenas de las dunas que avanzaban.

Este estudio muestra que los vacíos que cerraron Mt Baldy aparentemente fueron causados ​​por árboles que estaban enraizados en el paleosuelo que se encuentra en la superficie de las dunas más bajas. Los árboles fueron enterrados y murieron como las arenas que componen el monte. Baldy emigró a tierra firme durante los primeros 20th siglo. Estos árboles y paleosuelos ahora se están desenterrando lentamente a medida que la duna continúa migrando. A medida que son exhumados, los árboles se pudren en su lugar debido al crecimiento de hongos; esto crea vacíos de tamaño, profundidad y orientación variables, según el diámetro y la densidad de los troncos y ramas de los árboles enterrados. Los hongos en los troncos cuando se entierran por primera vez probablemente pudren el árbol desde la base hasta la parte superior cuando se exhuma. Por lo tanto, los riesgos de que se abran huecos en la duna dependen de la profundidad y el tiempo; los árboles enterrados aparentemente deben estar dentro de 3-5 m de la superficie para permitir que se reanude el crecimiento de hongos y el tiempo transcurrido entre el entierro y la exhumación debe ser lo suficientemente corto para que el hongo no muera cuando se entierra profundamente.

El agujero de Nathan (que lleva el nombre del niño rescatado) es evidente en los perfiles de GPR y puede verse como un lecho roto en el transecto de 80 metros de largo que pasó sobre la excavación para recuperarlo (Figura 6). Curiosamente, si bien los lechos superiores aparentemente se rompieron durante la excavación, se cree que los reflectores verticales estrechos y fuertes debajo del agujero representan el tronco de un árbol que se extiende hasta la superficie del paleosuelo y puede ser responsable del vacío en el que fue enterrado Nathan. Los reflectores probablemente representen una mayor humedad en el tronco podrido.

5Figura 6: Perfil GPR de 80 metros de largo recogido con un sistema Noggin 250. Se indica la ubicación del "agujero de Nathan" y el árbol podrido interpretado que lo causó.

Inicialmente, los geólogos estaban desconcertados acerca de qué fuerzas naturales eran responsables de crear vacíos en una duna y se preguntaban si se trataba de un proceso nuevo y desconocido que los investigadores nunca habían visto o documentado. Pero un estudio cuidadoso e imágenes detalladas de GPR ayudaron a reconstruir una historia que tiene sentido con los procesos naturales conocidos y resuelve el misterio de los agujeros en el monte. Calvo.

Historia cortesía de William Monaghan1, Todd Thompson1, Erin Argyilan2 y Kevin Russell2

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