En los bosques del sureste de Estados Unidos, la densa vegetación arbórea domina la mayoría de los paisajes. Por eso, el Sendero de los Apalaches a veces recibe el apodo de «El Túnel Verde». Pero los senderistas aficionados saben que, en el sureste, a menudo emergen del túnel verde.
por Lon Wagner, Virginia Tech
«Al salir del bosque y pisar la roca, el contraste es inmediato», afirmó Sean Bemis, geocientífico y autor principal de un estudio que utiliza estos afloramientos únicos como laboratorio natural para examinar las conexiones fundamentales entre la erosión de las rocas y la vegetación. «Estás parado sobre roca sólida y te preguntas: ¿dónde se fueron todos los árboles?».
Debido a la falta de vegetación, estos afloramientos se conocen como «calvas». Sin embargo, en escalas de tiempo geológicas, estas calvas no siempre han estado desprovistas de vegetación. Cuando el lecho rocoso se despoja de suelo, presenta un entorno extremo —duro, seco y pobre en nutrientes—, pero las plantas finalmente se arraigan. El estudio , publicado en el Journal of Geophysical Research: Earth Surface , revela cómo se desarrolla este proceso durante las primeras etapas de lo que los científicos denominan la zona crítica: el sistema vital de la superficie terrestre que se extiende desde el lecho rocoso hasta las copas de los árboles.
En el Parque Estatal Panola Mountain, en Georgia, la superficie rocosa se eleva sobre el bosque circundante y alberga áreas dispersas de musgo, hierbas, arbustos y árboles. Los ecólogos han estudiado las singulares comunidades vegetales de estas áreas durante décadas, y Bemis y su equipo sabían que se podía aprender más observando bajo la superficie.
Trabajo de campo en una zona descubierta de roca de Georgia
Un día de las vacaciones de primavera de 2022, en la cima de esa roca calva de Georgia, el fuerte tintineo de metal contra metal resonó por todo el bosque. Para recopilar datos sobre el grado de erosión bajo la superficie, equipos de investigadores, estudiantes de posgrado y de licenciatura extendieron líneas de sondeo a lo largo del afloramiento. Algunas de las líneas se extendían cientos de metros, a lo largo de las cuales los estudiantes colocaron una serie de sensores sísmicos muy próximos entre sí.
Luego, los estudiantes trabajaron a lo largo de la línea de reconocimiento, deteniéndose cada pocos metros para colocar una placa de metal en el suelo y luego, al igual que la leyenda popular John Henry, los estudiantes levantaron mazos de 12 libras sobre sus cabezas y golpearon las placas de metal.
Luego, el sistema de recopilación de datos sísmicos registra el tiempo que tardan las ondas sísmicas de los impactos en viajar a través de la roca subterránea y llegar a cada sensor.
El sitio de estudio forma parte de la Cuenca Hidrográfica de Investigación de la Montaña Panola, una zona de investigación de larga data del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) que se utiliza para estudiar el movimiento del agua a través de los paisajes. Si bien el sitio cuenta con un historial de investigación hidrológica, anteriormente no había sido objeto de imágenes geofísicas del subsuelo relacionadas con el crecimiento de la vegetación.
Mirando debajo de la superficie de la roca
Utilizando cientos de fotografías tomadas sistemáticamente sobre el afloramiento con un dron , los investigadores crearon un modelo topográfico de muy alta resolución y una imagen fotográfica de la superficie del afloramiento. Utilizaron esto para cartografiar los patrones de erosión y la ubicación de las áreas de plantas y suelo. Métodos geofísicos, en particular el georradar y la refracción sísmica, les permitieron observar bajo la superficie.
El equipo descubrió que pequeños cambios en el lecho rocoso provocan la erosión de porciones del afloramiento a diferentes ritmos, creando pequeñas depresiones y canales lineales en la superficie de la roca. Estas formaciones acumulan agua y sedimentos, convirtiéndose en lugares donde la vegetación puede enraizarse y sobrevivir. El musgo y la hierba aparecen primero, y su presencia inicia un ciclo de retroalimentación que mejora las condiciones de crecimiento al almacenar agua y tierra, lo que favorece el crecimiento de plantas más grandes. Posteriormente, se desarrollarán arbustos y árboles, y a medida que estas plantas crecen, sus raíces se extienden hacia las fracturas bajo la superficie.
Los datos geofísicos muestran claras diferencias entre la roca desnuda y las zonas con vegetación. Bajo la roca desnuda, las ondas sísmicas se propagan con mayor rapidez, lo que indica un lecho rocoso intacto e inalterado. Bajo la vegetación, las ondas sísmicas se ralentizan, lo que indica roca fracturada y alterada. Los datos de radar muestran fracturas superficiales con raíces, sedimentos y agua bajo las zonas de vegetación.
«A medida que las plantas se establecen, no solo responden a la roca», dijo Bemis. «Se esfuerzan por cambiarla gradualmente».
Las plantas y las rocas co-crean el paisaje
Los investigadores observaron que las plantas de mayor tamaño se corresponden con zonas más profundas de roca alterada. Esto sugiere que la vegetación desempeña un papel activo en la expansión de la zona crítica tras el inicio de la colonización.
Este estudio es solo uno de los resultados de un proyecto que se llevó a cabo en varios sitios de Estados Unidos y en el que participaron investigadores de siete instituciones. Este proyecto, de mayor envergadura, se basó en una serie de hipótesis comprobables para comprender mejor el papel de la meteorización del lecho rocoso en los procesos de las zonas críticas. Los investigadores señalan que las nuevas ideas presentadas en este estudio surgieron a partir de debates sobre el terreno, lo que destaca el valor del trabajo de campo colaborativo e interdisciplinario para impulsar una nueva comprensión, basada en la observación, de los sistemas terrestres complejos.
Los hallazgos ayudan a abordar una pregunta de larga data en las ciencias de la Tierra: si las plantas simplemente ocupan el suelo existente o contribuyen activamente a su formación. Como se demostró en la Montaña Panola, la respuesta es ambas.
«Nos sorprendió mucho», dijo Steve Holbrook, profesor de geofísica y coautor del estudio, «la forma en que pequeños cambios en la composición del afloramiento —por ejemplo, un dique delgado que interseca la superficie— crean depresiones y hoyos que recogen el agua de lluvia y permiten que las plántulas se asienten en el afloramiento. De esta manera, la geología proporciona un control ascendente sobre la distribución de las plantas, al mismo tiempo que estas ayudan a erosionar el lecho rocoso subyacente».
Más información
Sean P. Bemis et al., Creación de una zona crítica: Retroalimentación entre la geología del lecho rocoso, la retención de agua y la vegetación en una superficie expuesta del lecho rocoso, Montaña Panola, Georgia, EE. UU., Journal of Geophysical Research: Earth Surface (2026). DOI: 10.1029/2025jf008424
