Morphodiversity of the Mixteca Alta UNESCO Global (Oaxaca, Mexico)

Het aardoppervlak is geen uniform canvas; het is een complex tapijt geweven van rots, bodem en water, waarbij elke laag een ander verhaal vertelt over hoe het landschap is gevormd. Wetenschappers die deze variëteit bestuderen, ook wel geodiversiteit genoemd, vertrouwen vaak op gedetailleerde kaarten van de geologie en de bodem om het karakter van een regio te begrijpen. Deze kaarten zijn essentieel voor het beschermen van natuurlijk erfgoed en het plannen van de interactie tussen mensen en het land, zoals in UNESCO Global Geoparks, gebieden die worden erkend vanwege hun significante geologische kenmerken. Echter, in veel delen van de wereld bestaan deze gedetailleerde kaarten simpelweg niet op de schaal die nodig is voor modern beheer. Wanneer de traditionele papieren kaarten ontbreken of te vaag zijn, moeten onderzoekers een andere manier vinden om de rijkdom van het terrein te meten. Ze hebben zich gericht op digitale modellen van de grond, die fungeren als nauwkeurige, driedimensionale foto's van het aardoppervlak, waardoor ze de vorm en textuur van het land direct uit de gegevens kunnen berekenen.

In de Mixteca Alta-regio in Oaxaca, Mexico, een UNESCO Global Geopark dat bekend staat om zijn ruige bergen en diepe valleien, werden onderzoekers precies met deze uitdaging geconfronteerd. Het gebied is geologisch complex en bevat oude kalksteen, vulkanische gesteenten en rivierafzettingen, maar de beschikbare kaarten waren niet gedetailleerd genoeg om effectief natuurbehoud of toeristische planning te begeleiden. Om dit op te lossen, gebruikte een team van wetenschappers een hoogresolutie digitaal model van het terrein om drie specifieke kwaliteiten van het landschap te meten: de helling van de grond, de vorm van de hellingen en de ruwheid van het oppervlak. Door deze kwaliteiten onder te verdelen in klassen en te combineren, creëerden ze een nieuwe kaart die de "morphodiversiteit" van de regio onthult. Deze aanpak stelde hen in staat om de variëteit van het landschap te zien zonder de ontbrekende geologische kaarten nodig te hebben, wat een duidelijk beeld gaf van welke gebieden complex en gevoelig zijn en welke vlak en uniform zijn.

De onderzoekers richtten zich op drie hoofdeigenschappen om hun beeld van het land op te bouwen. Ten eerste maten zij de helling, oftewel de hoek van de grond, door deze in categorieën in te delen die variëren van vlak tot extreem steil. Ze ontdekten dat meer dan de helft van het geopark bestaat uit bergachtig terrein met hellingen steiler dan negen graden. Ten tweede analyseerden zij de vorm van de hellingen, waarbij zij zochten naar holle gebieden zoals rivierbeddingen, bolle gebieden zoals bergkammen en vlakke oppervlakken. Dit hielp hen om valleien te onderscheiden van de hoge punten die hen scheiden. Ten derde berekenden zij de ruwheid van het oppervlak, wat beschrijft hoe grillig of onregelmatig de grond aanvoelt op een kleine schaal. Deze meting is gebaseerd op hoeveel de oppervlakte een driedimensionale ruimte vult; een glad vlak heeft een lage ruwheid, terwijl een grillig, rotsachtig oppervlak een hoge ruwheid heeft. Door deze drie metingen te combineren, kon het team een diversiteitsscore aan elk deel van het park toewijzen.

De resultaten onthulden een landschap dat verdeeld is in duidelijke zones van complexiteit. Het zuidelijke deel van het geopark, bedekt met rivierafzettingen, vertoonde een zeer lage morphodiversiteit. Dit zijn de vlakke, milde vlaktes waar de grond weinig verandert, waardoor ze homogeen en gemakkelijk te bewandelen zijn. In contrast hiermee vertoonden de bergachtige gebieden, met name die gevormd door vulkanische gesteenten zoals tuffen en andesieten, een zeer hoge morphodiversiteit. Deze zones worden gekenmerkt door steile hellingen, scherpe kammen en ruwe, onregelmatige oppervlakken. De kalksteenheuvels en intermontane valleien vielen ergens in het midden, met een intermediair niveau van variëteit. De studie testte ook hoe de grootte van het gemeten gebied de resultaten beïnvloedde. Ze ontdekten dat hoewel de specifieke cijfers veranderden afhankelijk van de schaal, het algemene patroon consistent bleef, wat bevestigt dat de methode robuust genoeg is om de belangrijkste kenmerken van het terrein betrouwbaar te identificeren.

Een belangrijke ontdekking was dat de vorm van de hellingen een unieke rol speelde bij het definiëren van het karakter van het landschap. Wanneer de onderzoekers meer gewicht gaven aan de hellingsvorm in hun berekeningen, toonde de resulterende kaart veel meer variatie en detail dan wanneer zij zich alleen op steilheid of ruwheid concentreerden. Dit suggereert dat de manier waarop het land buigt — of het nu afdaalt in een vallei of over een bergkam boogt — een cruciale factor is voor het begrijpen van de diversiteit van het gebied. De studie vergeleek hun nieuwe methode ook met traditionele geologische kaarten. Ze ontdekten dat de oude kaarten, die slechts brede grenzen tussen gesteentesoorten lieten zien, er niet in slaagden de fijnmazige diversiteit te vatten die het digitale model onthulde. In gebieden waar de gesteentesoorten gemengd zijn of het terrein complex is, bleken de traditionele kaarten te eenvoudig om nuttig te zijn voor gedetailleerde planning.

De implicaties van deze bevindingen zijn praktisch voor het beheer van het geopark. De gebieden met een hoge en zeer hoge morphodiversiteit, waar het terrein steil en ruig is, worden geïdentificeerd als prioriteitszones voor natuurbehoud. Dit zijn de plaatsen waar het natuurlijke erfgoed het meest complex is en waar bezoekers de meest dramatische geologische kenmerken kunnen zien. Daartegenover staan de vlakke gebieden met een lage diversiteit in het zuiden, die beter geschikt zijn voor infrastructuur, zoals bezoekerscentra of wegen, omdat ze minder gevoelig zijn voor menselijke impact. Door dit digitale proces te gebruiken, kunnen parkbeheerders weloverwogen beslissingen nemen over waar faciliteiten te bouwen en waar het land te beschermen, zodat ontwikkeling de meest kwetsbare en interessante delen van het landschap niet beschadigt.

Dit werk demonstreert dat het zelfs zonder gedetailleerde geologische kaarten mogelijk is om het natuurlijke erfgoed van een regio te begrijpen en te beheren met behulp van digitale instrumenten. De methode biedt een objectieve manier om de variëteit van het land te meten, waarbij ruwe gegevens worden omgezet in een heldere gids voor natuurbehoud. Het laat zien dat de Mixteca Alta een plek is van opvallende contrasten, van de rustige, gladde vlaktes tot de ruige, vulkanische pieken, en dat het begrijpen van deze verschillen de eerste stap is naar het behoud ervan. Door te focussen op de werkelijke vorm en textuur van de grond, hebben de onderzoekers een instrument geleverd dat kan worden gebruikt om het unieke karakter van dit UNESCO Global Geopark voor toekomstige generaties te beschermen.