Джерело: phys.org, переклад: Хроніки Обухова
Річки — це артерії Землі. Вони несуть воду, осад і поживні речовини, створюючи динамічні й різноманітні канали, які впливають на життя понад трьох мільярдів людей у прибережних регіонах. Деякі річки формують одне русло, інші — розгалужуються на кілька потоків. Ці форми визначають ризики повеней, ерозію й екосистемні послуги.
Чому ж одні річки течуть одним руслом, а інші — багатьма? Вчені з Університету Каліфорнії в Санта-Барбарі (UCSB) проаналізували 84 річки на основі 36 років супутникових знімків, щоб зрозуміти, що визначає поведінку русел.
«Ми виявили, що річки утворюють кілька каналів, якщо вони руйнують свої береги швидше, ніж відкладають осад на протилежному боці. Це призводить до поступового розширення і поділу каналу», — пояснив провідний автор Остін Чедвік, який проводив дослідження під час постдокторської роботи в UCSB.
Результати, опубліковані в журналі Science, дають нове пояснення феномену, який залишався загадкою понад сто років. Висновки мають значення для оцінки природних ризиків і відновлення річкових систем.
Учені давно поділяють річки на дві категорії, але досліджували їх здебільшого окремо. Найбільші річки у світі — багатоканальні, за винятком Міссісіпі в США. Одноканальні річки простіше досліджувати, тому більшість польових робіт фокусувалась саме на них.
Чедвік отримав ідею для дослідження під час експериментів у лабораторії Сент-Ентоні Фоллз в Університеті Міннесоти. Він помітив, що в багатоканальних річках постійно відбувається ерозія, що суперечило вивченому в підручниках. Це змусило його переглянути старі технічні звіти й далі перевірити гіпотезу на природі.
Команда використала дані супутника Landsat у Google Earth Engine. Вони застосували алгоритм обробки зображень, який дозволив відстежувати зміни берегів. В одноканальних річках ерозія й осад утримують баланс — русло не змінює ширини. У багатоканальних річках берегова ерозія переважає, що змушує річку розділятися до того, як вона зможе сформувати нові меандри.
«Це не означає, що багатоканальні річки несуть більше води. Вони просто часто змінюють конфігурацію своїх русел», — пояснив професор Вамсі Ганті з UCSB.
Частина осаду відкладається не на берегах, а на дні, формуючи острови й піщані бари, які й розділяють потоки.
Вчені зазначають, що багато річок були штучно звужені в XX столітті, що погіршило екологічну ситуацію. Від’єднання річок від заплав призвело до накопичення осаду в руслі, що збільшує ризик повеней. Один із прикладів — катастрофа під час урагану Катріна.
Зараз зростає інтерес до природоорієнтованого відновлення річок. Команда UCSB створила формулу, яка дозволяє розрахувати, скільки простору й часу потрібно річці для повернення до природного стану — залежно від її потужності потоку.
Ці дані вже можуть допомогти інженерам і політикам у проєктуванні ефективніших і дешевших рішень для річкової інфраструктури.
Багато річок, які нині мають одне русло, історично були багатоканальними. Наприклад, фото річки Лос-Анджелес 1930-х років свідчать, що вона мала кілька потоків до її каналізації.
Команда продовжує вивчати, як змінюється структура річок з часом — під впливом клімату та людської діяльності. Чедвік, нині дослідник у Колумбійському університеті, вивчає формування багатоканальних річок. А Ґрінберг, який працює в Лабораторії реактивного руху NASA, аналізує, як дамби змінюють русла й переміщення осаду.
Річки — не лише джерело життя, а й потенційна загроза. Чим краще ми їх розумітимемо, тим безпечніше буде наше співіснування з ними в епоху глобальних змін.
