Per decenni i geologi hanno cercato di rilevare l'influenza del clima sulla formazione dei fiumi, ma fino ad ora non c'erano prove sistematiche.

Un nuovo studio, guidato da scienziati dell'Università di Bristol e pubblicato oggi sulla rivista Natura , scopre una chiara firma climatica sui fiumi a livello globale che sfida le teorie esistenti.

Se cammini dalla sorgente di un fiume alla sua foce, si percorre un sentiero che scende in elevazione. In alcuni fiumi, questo sentiero scenderà ripido dagli altopiani, e poi appiattirsi in pianura. Ciò si traduce in un profilo in elevazione (che chiamiamo profilo lungo) che ha una forma concava verso l'alto, simile alla forma dell'interno di una ciotola mentre lo si traccia dal bordo interno al fondo. In contrasto, un lungo profilo rettilineo scende uniformemente in elevazione, come una rampa, lungo il sentiero mentre cammini dalla sorgente alla foce.

La nuova ricerca di Chen et al. mostra che mentre i profili lunghi dei fiumi tendono ad essere concavi nelle regioni umide, diventano progressivamente più diritti nelle regioni più secche.

L'autore principale Shiuan-An Chen della School of Geographical Sciences dell'Università di Bristol, ha detto:"Il profilo lungo si forma gradualmente nel corso di decine di migliaia o milioni di anni, quindi racconta una storia più grande sulla storia climatica della regione. Ci aspetteremmo che il clima influisca sul profilo lungo del fiume perché controlla la quantità d'acqua che scorre nei fiumi e la forza associata dell'acqua per spostare i sedimenti lungo il letto del fiume".

Finora agli scienziati mancava un grande, set di dati sistematici di fiumi che abbracciano la gamma delle zone climatiche della Terra, consentendo una piena esplorazione dei legami tra clima e forma del fiume. Il gruppo di ricerca ha prodotto un nuovo, liberamente disponibile, database di profili lunghi fluviali, generato dai dati originariamente raccolti dalla navetta spaziale della NASA. Hanno utilizzato un software specializzato sviluppato dal coautore Dr. Stuart Grieve presso la Queen Mary University di Londra per sviluppare un nuovo database a profilo lungo che include oltre 330, 000 fiumi in tutto il mondo.

Lo studio mostra per la prima volta su scala globale che ci sono differenze distinte nelle forme del profilo lungo dei fiumi tra le zone climatiche, e che la ragione di queste differenze risiede nell'espressione dell'aridità nel flusso dei fiumi.

Nelle regioni umide, i fiumi tendono ad avere un flusso in essi durante tutto l'anno che sposta continuamente i sedimenti ed erode il profilo complessivo in una forma concava.

Man mano che il clima diventa progressivamente arido (da semi-arido, arido, all'iperarido), i fiumi scorrono solo poche volte all'anno quando piove, spostare i sedimenti di rado.

Inoltre, i fiumi aridi tendono a vivere brevi, temporali intensi, che non creano flusso su tutta la lunghezza del fiume.

Questi legami tra clima, Il flusso e la forma del profilo lungo sono spiegati nel documento utilizzando un modello numerico che simula l'evoluzione dei profili dei fiumi nel tempo in risposta alle caratteristiche del flusso.

Gli autori mostrano che, indipendentemente da tutti gli altri potenziali controlli sui profili dei fiumi, le caratteristiche del flusso hanno un effetto dominante sulla forma del profilo finale. Dimostrano che le differenze nell'espressione climatica del flusso di flusso spiegano le variazioni nella forma del profilo tra le regioni climatiche nel loro database.

Dott.ssa Katerina Michaelides, anche dalla School of Geographical Sciences di Bristol, chi ha guidato la ricerca ha aggiunto:

"La teoria tradizionale inclusa nei libri di testo per decenni descrive che i profili lunghi dei fiumi evolvono per essere concavi. Le teorie esistenti sono distorte verso osservazioni fatte in fiumi umidi, che sono molto meglio studiati e più rappresentati nelle ricerche pubblicate rispetto ai fiumi delle terre aride.

"Il nostro studio mostra che molti profili fluviali in tutto il mondo non sono concavi e che i profili più diritti tendono ad essere più comuni negli ambienti aridi".

"Penso che i fiumi delle terre aride siano stati poco studiati e sottovalutati, soprattutto dato che le zone aride coprono circa il 40% della superficie terrestre globale. La loro espressione di flusso fornisce informazioni uniche sull'influenza climatica sulla topografia della superficie terrestre".

Il Dr. Stuart Grieve della Queen Mary University di Londra ha dichiarato:"La combinazione dei dati satellitari con il calcolo ad alte prestazioni sta rivoluzionando la nostra disciplina, permettendoci di capire come il nostro pianeta sta cambiando su scale senza precedenti. La nostra analisi di questi dati graffia solo la superficie del potenziale che questa fusione di dati, la potenza del computer e le conoscenze geoscientifiche possono offrirci di comprendere il nostro pianeta, così come altri nel sistema solare."