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Visti dall'alto, i più grandi fiumi del mondo possono essere riconosciuti dalle loro curve a serpentina. Ma come si formano queste forme, si alterano nel tempo e questo ha importanza? Ci siamo rivolti al nostro esperto di sistemi fluviali, Carmelo Juez.
L'acqua scorre in discesa e, così facendo, segue il percorso di minor resistenza. E nel tempo, il flusso di un fiume può farsi strada attraverso le montagne alla ricerca di questa traiettoria discendente. Quindi sembra controintuitivo che spesso diventino più lunghi e più tortuosi nel tempo, piuttosto che più dritti.
Ma secondo Juez, è un'idea sbagliata che i fiumi debbano seguire un percorso rettilineo dai pendii alle pianure. I fiumi sviluppano anse e meandri, aumentando la resistenza e riducendo i gradienti dei canali, per gestire l'energia dell'acqua mentre attraversano le pianure alluvionali.
"La geometria di questi riduce al minimo il dispendio energetico in ogni sezione del fiume. Pensa a scendere da una montagna, potresti camminare verso il basso ma ci vuole meno sforzo per scendere a zigzag", spiega Juez. Mentre un fiume scorre, porta con sé i sedimenti, erodendo alcuni argini e rinforzandone altri.
"Gli unici fiumi con una geometria uniforme e regolare sono artificiali. Si tratta di fiumi che sono stati incanalati per infrastrutture civili, come la protezione dalle inondazioni, o per guadagnare terreno agricolo", riassume Juez.
Un percorso lungo e tortuoso
Quindi cosa determina in modo specifico la forma di un fiume e come può cambiare nel tempo? Il percorso di un fiume è principalmente influenzato da due fattori chiave noti come "regimi":flusso e sedimenti.
Il regime di flusso riguarda la velocità e la tempistica del flusso d'acqua, in quanto influenzato da variabili climatiche come precipitazioni e temperatura dell'aria. Considerando che la quantità, il tipo e la tempistica del deposito di sedimenti, così come la topografia locale, influenzano anche il percorso del fiume, così come l'interazione tra sedimento e acqua.
Il precedente lavoro di Juez nell'ambito del progetto SEDILAND, sostenuto dal programma Marie Skłodowska-Curie Actions, ha evidenziato come questi processi dinamici siano sensibili all'uso del suolo e ai cambiamenti della copertura del suolo.
Analizzando 15 anni di dati idrologici e di sedimenti provenienti da quattro bacini idrografici dei Pirenei spagnoli con caratteristiche geofisiche simili, l'analisi di Juez ha suggerito che l'uso del suolo e la copertura del suolo determinano le scale temporali dei cambiamenti nei regimi dei sedimenti.
Come evidenziato anche da SEDILAND, la copertura del suolo e i cambiamenti nell'uso possono aiutare o ostacolare la resistenza ai cambiamenti climatici che possono alterare il flusso del flusso e la deposizione di sedimenti.
"Il cambiamento climatico varia i tempi delle precipitazioni stagionali, dello scioglimento delle nevi o dello scioglimento dei bacini glaciali, provocando inondazioni che possono erodere gli argini. Può anche influenzare la produzione di sedimenti, con bacini più asciutti, azioni termodinamiche più estreme, cambiamenti nei cicli di formazione di ghiaccio e scioglimento, il tutto alterando il consegna dei sedimenti nei sistemi fluviali", aggiunge Juez. "Se questi eventi diventano più frequenti e prolungati, altereranno la forma e il percorso dei fiumi."
Ma questo non è un processo lineare, poiché i cambiamenti nell'uso del suolo, a volte come azioni di mitigazione del clima, possono avere di per sé conseguenze impreviste. Ad esempio, uno studio ha riportato che un'espansione forestale del bacino idrografico dei Pirenei spagnoli ha esaurito bruscamente il letto del fiume di sedimenti.
Previsione dei sistemi fluviali ad alta tecnologia
In precedenza, la morfologia del letto fluviale e le caratteristiche del regime sedimentario sono state studiate lungo sezioni fluviali di varia lunghezza, con siti selezionati in base ai cambiamenti della copertura del suolo, come l'imboschimento o il pascolo.
"Essendo specifici del sito, i dati erano limitati. Al giorno d'oggi, i veicoli aerei senza pilota combinati con algoritmi di apprendimento automatico possono collegare le cause e le conseguenze dei cambiamenti localizzati del sistema fluviale ai disturbi globali a lungo termine. Mi aspetto che la modellazione probabilistica ci darà presto un'idea ancora più visione accurata e olistica", conclude Juez.
Quindi i complessi meandri di un fiume raccontano la storia del paesaggio circostante e del clima, e del punto in cui il fiume potrebbe snodarsi. + Esplora ulteriormente
