Lacroix Les humains ont toujours eu une relation complexe avec les rivières, qui ont à la fois favorisé et menacé les civilisations à travers l’histoire. l’ancien dieu égyptien de la mort et de la renaissance, qui était inextricablement lié à l’inondation annuelle du Nil.
lors d’événements rares et catastrophiques connus sous le nom d’avulsions de rivière. Ces événements peuvent anéantir des villes entières le long des additionally grandes voies navigables, mais ils créent également les deltas fertiles qui ont nourri de nombreuses sociétés.
Une équipe de scientifiques dirigée par l’UC Santa Barbara vient de publier la première compilation mondiale des avulsions de rivières dans la revue Science. qui ont étoffé les avulsions de ce qui avait été une curiosité sous-étudiée.
“Cet ensemble de données fournit le premier test sans ambiguïté de la théorie, qui démontre qu’il existe trois régimes distincts d’avulsions sur les ventilateurs et les deltas”, a déclaré le co-auteur Vamsi Ganti. “C’est loin de là où nous avons commencé”, a-t-il ajouté. “Il y a dix ans, on pensait que les avulsions étaient ces événements chaotiques et stochastiques qui n’étaient pas très prévisibles.”
La rareté et le caractère insaisissable des avulsions avaient pour la plupart gardé les chercheurs dans l’ignorance. Avant cet posting, les scientifiques n’en avaient observé qu’une poignée. À partir de ces quelques études de cas, ils ont commencé à élaborer une théorie sur l’endroit où les avulsions se produisent à l’aide d’expériences et de modèles informatiques.
une fois par siècle, voire moins. Les scientifiques doivent donc surveiller une rivière pendant longtemps pour obtenir des données utiles. Cependant, l’imagerie satellite a permis à l’équipe d’échanger de grandes périodes de temps contre de grandes étendues d’espace.
“Bien que les avulsions soient très rares, lorsque vous examinez pratiquement tous les deltas de la Terre, vous aurez de la prospect sur quelques-uns d’entre eux”, a déclaré le co-auteur Austin Chadwick, chercheur postdoctoral à l’Université du Minnesota. L’équipe a eu de la opportunity 113 fois en combinant les données satellites de 1973 à 2020 et les cartes historiques. “Au lieu d’avoir ces quelques web-sites profondément étudiés, nous avons maintenant un échantillon représentatif de partout sur Terre au cours des 50 dernières années.”
Avulsions de ventilateur
Le comportement d’avulsion tombait en trois régimes. Ces ventilateurs se produisaient souvent au pied des montagnes, là où une rivière sort du canyon vers des vallées non confinées ou des océans ouverts. Les avulsions de ce variety nécessitaient au moins une rupture de 3 fois la pente de la vallée fluviale, avec une médiane de 6,5.
Avulsions du delta à l’échelle des remous
Dans le second régime, les avulsions étaient limitées à la zone de remous d’une rivière. “En termes simples, la zone de remous est la partie de la rivière qui coule différemment en raison des effets du niveau de la mer à l’extrémité aval”, a expliqué Chadwick. Cette région peut s’étendre étonnamment loin à l’intérieur des terres : environ 300 milles pour le fleuve Mississippi, par exemple.
Ce deuxième groupe couvrait 50 des avulsions de l’ensemble de données. Ces avulsions se trouvent sur des deltas à faible pente le prolonged de certaines des plus grandes voies navigables du monde, comme les fleuves Orénoque, Jaune, Nil et Mississippi. La plupart des études de cas précédentes du groupe entrent dans cette catégorie.
Avulsions delta de charge sédimentaire extrême
Le régime last englobait les 30 avulsions delta restantes. Dans ces rivières, d’intenses crues et le transport de sédiments ont poussé des avulsions loin en amont. Vraiment loin.
“Le troisième régime avait une longueur d’avulsion qui était, en moyenne, 14 fois supérieure à la longueur de remous de la rivière”, a déclaré Ganti. Cela pourrait s’étendre à additionally de 50 fois la longueur du marigot dans certains des exemples les additionally extrêmes.
L’équipe a d’abord documenté ce comportement dans un report de 2020 sur les rivières malgaches. “Mais maintenant, nous savons que ce n’est pas seulement un cas étrange que nous avons vu à Madagascar”, a déclaré Chadwick, qui rejoindra le groupe Floor Procedures de Ganti à l’UCSB à l’été 2022.
“C’est un troisième régime d’avulsions”, a ajouté Ganti. En fait, il représente 40 % des avulsions delta dans l’ensemble de données mondial.
Lits de rivière dynamiques
Les avulsions ont tout à voir avec le transportation des sédiments. Ils se produisent quand et où une rivière se remplit de sédiments. Cela étouffe le canal au position où il saute ailleurs. Sur les ventilateurs, cela se produit lorsque la pente adjust : le débit ralentit et les sédiments que le ruisseau transportait se déposent dans le lit de la rivière.
Les rivières des deuxième et troisième régimes se trouvent dans des paysages deltaïques relativement plats, de sorte que d’autres facteurs contrôlent où la sédimentation conduit à une avulsion. Dans les paysages plats. ce qui permet aux sédiments de s’accumuler. Le dépôt de sédiments est interrompu par les inondations, qui provoquent une érosion qui se propage en amont comme un effet domino inversé. Pendant de nombreuses années, les dépôts lors des étiages se combinent aux vagues d’érosion lors des crues pour remplir le chenal à un endroit particulier, déclenchant une avulsion. La principale différence entre les rivières du deuxième et du troisième régime est la length parcourue par les vagues d’érosion lors des crues.
Les travaux antérieurs du groupe ont suggéré que l’érosion lors des crues est souvent limitée à la zone de remous d’une rivière, entraînant des avulsions à l’échelle des remous – les avulsions du deuxième régime. Cependant. alors une rivière peut subir cette sédimentation accrue extrêmement loin à l’intérieur des terres, conduisant au troisième régime d’avulsion.
Les modèles numériques du groupe suggéraient que les rivières du troisième régime pouvaient exister, mais il leur a fallu des années pour trouver des exemples. L’équipe s’était concentrée sur les grands cours d’eau, comme le Mississippi et le fleuve Jaune. Il faudrait une inondation qui durerait des siècles pour qu’une obscure d’érosion parcoure toute la longueur des remous de grands fleuves comme ceux-là. En revanche, cela pourrait ne prendre que quelques jours à quelques semaines dans certaines des rivières escarpées au lit de limon de Madagascar. L’ensemble de données mondial a révélé que les exemples extrêmes de Madagascar étaient loin d’être de simples aberrations .
L’homme et les rivières sous le changement climatique
L’ensemble de données et les résultats sont in addition que des considérations académiques. “Environ 330 hundreds of thousands de personnes vivent dans les deltas des fleuves dans le monde, et bien d’autres vivent le lengthy des corridors fluviaux”, a déclaré Ganti. “Nous devons comprendre remark la mobilité fluviale changera en réponse au changement climatique et aux interférences anthropiques.”
L’équipe peut désormais utiliser sa théorie mise à jour pour prédire les emplacements d’avulsion. Auparavant, les scientifiques et les responsables auraient pu supposer que les emplacements en amont de la zone de remous étaient sûrs. “Mais maintenant, nous savons qu’il existe cet autre sort d’avulsion sur les deltas où vous n’êtes pas en sécurité”, a déclaré Chadwick.
De as well as, les changements climatiques et d’utilisation des terres peuvent pousser les avulsions vers l’intérieur des terres sur les rivières sous les deux régimes de delta. Les auteurs ont précédemment découvert que l’élévation du niveau de la mer et des inondations furthermore longues peuvent déplacer les emplacements d’avulsion en amont de leurs emplacements historiques. Cela signifie que même des avulsions confinées à la zone de remous pourraient se produire in addition en amont. “C’est problématique, automobile” un peu en amont “sur le fleuve Mississippi, c’est des dizaines à des centaines de kilomètres”, a déclaré Ganti. “Ce n’est pas quelque selected d’anodin.”
L’agriculture, le développement et l’extraction des ressources peuvent également avoir un influence sur le lieu d’avulsion. a déclaré Ganti.
“Cette étude montre clairement à quel stage l’emplacement de l’avulsion sur les deltas est sensible aux changements du niveau de la mer, de la demand sédimentaire et de la durée et de l’intensité des inondations… qui sont tous sujets à changement à mesure que le climat change à l’échelle mondiale et que de in addition en additionally de rivières sont endiguées, contrôlées et manipulées par le développement humain “, a déclaré le leading auteur Sam Brooke, ancien chercheur postdoctoral à l’UC Santa Barbara. Ce nouveau cadre permet à l’équipe de prédire une migration intérieure potentiellement dangereuse du lieu d’avulsion préféré d’une rivière.
L’équipe étudie actuellement le file mondial des satellites pour développer de nouvelles mesures permettant de caractériser la mobilité fluviale. Ils ont l’intention d’utiliser les observations pour caractériser les facteurs qui entraînent d’autres forms de mobilité fluviale, en moreover des avulsions. Ils prévoient également d’étudier la fréquence des avulsions. “La issue à laquelle nous avons répondu ici est” où “les avulsions se produisent, mais nous n’avons pas vraiment creusé” quand “”, a déclaré Ganti. Cependant, les deux sont tout aussi importants à comprendre.
Le groupe est enthousiasmé par ses perspectives d’avenir et fier des progrès qu’il a réalisés jusqu’à présent. “C’est merveilleux de voir jusqu’où cela est arrivé”, s’est exclamé Ganti. “Entre la modélisation, les expériences et la télédétection, c’est vraiment un cas où nous avons choisi un problème et l’avons abordé sous tous les angles possibles.”
