Enlaces mecanicistas entre los ciclos de congelación-descongelación y la erosión de la capa superior del suelo en la meseta Qinghai-Tíbet
Autores: Ge, Zhenghu; Gao, Kang; Dun, Hongchao; Huang, Ning; Pakzad, Rezaali; Meng, Yang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Enlaces mecanicistas entre los ciclos de congelación-descongelación y la erosión de la capa superior del suelo en la meseta Qinghai-Tíbet
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Ciclos de congelación-descongelación
Erosión del suelo
Levantamiento por heladas
Propiedades del suelo
Distribución del tamaño de los agregados
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
La meseta Qinghai-Tíbet (QTP) se caracteriza de manera única por la amplia presencia de permafrost y desertificación debido a su entorno natural distintivo y su ubicación geográfica. La actual falta de comprensión sobre los mecanismos mediante los cuales el número de ciclos de congelación-descongelación agrava la erosión del suelo representa un desafío significativo para evaluar con precisión la dinámica de erosión regional. Aquí, simulamos condiciones realistas de congelación-descongelación utilizando un simulador criogénico optimizado y cuantificamos sistemáticamente los cambios en las propiedades físicas del suelo, la microestructura superficial y la deformación por helada. La investigación muestra que a medida que aumenta el número de ciclos de congelación-descongelación, el contenido de humedad del suelo superficial disminuye en un 54.3%. La porosidad total y la densidad aparente muestran tendencias opuestas. Estos cambios en las propiedades del suelo son impulsados principalmente por las fuerzas de helada que interrumpen la cohesión del suelo. En particular, las transiciones repetidas entre las fases de agua y hielo conducen a una acumulación continua de estrés axial por helada, que reorganiza las partículas del suelo. Esto aumenta significativamente la porosidad superficial con una tasa de crecimiento de hasta el 60.3% y reduce en gran medida la resistencia del suelo a la erosión externa. Al mismo tiempo, la distribución del tamaño de los agregados se desplaza hacia partículas más finas, acompañada de una disminución continua en el diámetro medio ponderado (MWD), que disminuye aproximadamente un 8%. Notablemente, esta degradación persiste incluso cuando la carga externa suprime parcialmente la helada. Por lo tanto, la degradación física progresiva inducida por la helada, manifestada a través de la pérdida de humedad, cambios en la porosidad, descomposición de agregados y estabilidad comprometida incluso bajo carga, establece la vía mecánica central a través de la cual los ciclos de congelación-descongelación intensifican la erosión en los suelos de la QTP.
Descripción
La meseta Qinghai-Tíbet (QTP) se caracteriza de manera única por la amplia presencia de permafrost y desertificación debido a su entorno natural distintivo y su ubicación geográfica. La actual falta de comprensión sobre los mecanismos mediante los cuales el número de ciclos de congelación-descongelación agrava la erosión del suelo representa un desafío significativo para evaluar con precisión la dinámica de erosión regional. Aquí, simulamos condiciones realistas de congelación-descongelación utilizando un simulador criogénico optimizado y cuantificamos sistemáticamente los cambios en las propiedades físicas del suelo, la microestructura superficial y la deformación por helada. La investigación muestra que a medida que aumenta el número de ciclos de congelación-descongelación, el contenido de humedad del suelo superficial disminuye en un 54.3%. La porosidad total y la densidad aparente muestran tendencias opuestas. Estos cambios en las propiedades del suelo son impulsados principalmente por las fuerzas de helada que interrumpen la cohesión del suelo. En particular, las transiciones repetidas entre las fases de agua y hielo conducen a una acumulación continua de estrés axial por helada, que reorganiza las partículas del suelo. Esto aumenta significativamente la porosidad superficial con una tasa de crecimiento de hasta el 60.3% y reduce en gran medida la resistencia del suelo a la erosión externa. Al mismo tiempo, la distribución del tamaño de los agregados se desplaza hacia partículas más finas, acompañada de una disminución continua en el diámetro medio ponderado (MWD), que disminuye aproximadamente un 8%. Notablemente, esta degradación persiste incluso cuando la carga externa suprime parcialmente la helada. Por lo tanto, la degradación física progresiva inducida por la helada, manifestada a través de la pérdida de humedad, cambios en la porosidad, descomposición de agregados y estabilidad comprometida incluso bajo carga, establece la vía mecánica central a través de la cual los ciclos de congelación-descongelación intensifican la erosión en los suelos de la QTP.