Les deltas fluviaux du monde présentent de nombreux modèles complexes et divers, comme le montrent ceux illustrés ci-dessus (de haut en bas, de gauche à droite) :la Léna (Russie), Mossy (Canada), Ebre (Espagne), Niger (Nigéria), Amazone (Brésil), Ganges-Brahmapoutre-Meghna (Bangladesh et Inde), Mékong (Vietnam), Wax Lake (Louisiane), Colville (Alaska), Deltas du Parana (Argentine) et du Mississippi (Louisiane). Pourtant, presque tous « s'auto-organisent » pour accroître leur résilience face aux perturbations humaines et naturelles, a révélé l'étude dirigée par l'UCI. Crédit :Efi Foufoula-Georgiou
deltas fluviaux, avec leurs réseaux complexes de voies navigables, îles barrières côtières, zones humides et estuaires, semblent souvent avoir été formées par des processus aléatoires, mais des scientifiques de l'Université de Californie, Irvine et d'autres institutions voient l'ordre dans le chaos apparent.
Par des études de terrain et des modélisations mathématiques, ils ont conclu que les deltas "s'auto-organisent" pour augmenter le nombre, direction et taille - ou diversité - des voies de transport des sédiments vers le littoral, augmentant leur capacité à résister aux perturbations humaines et aux facteurs naturels. Les résultats de l'équipe de recherche ont été publiés dans Actes de l'Académie nationale des sciences .
"Avec leurs canaux enchevêtrés qui se séparent et se rejoignent plusieurs fois avant d'entrer dans la mer, les deltas sont étonnamment complexes et variés, ce qui nous amène à nous demander s'ils cachent un ordre plus simple, " a déclaré l'auteur principal Alejandro Tejedor, chercheur associé au Département de génie civil et environnemental de l'UCI. « Pourrait-il y avoir un « objectif » commun de la part des deltas pour maintenir leur existence en diversifiant la propagation de leurs flux pour construire des terres sur leur chemin vers l'océan ? »
Les chercheurs ont cherché à résoudre cette énigme en appliquant des statistiques et une modélisation mathématique. En regardant 10 grands deltas fluviaux dans le monde, ils ont déterminé la probabilité que les écoulements se divisent en canaux plus petits et se rejoignent à nouveau aux confluents, découvrant que tous sauf un, le delta du Niger en Afrique, présentait un "taux d'entropie non locale élevé, " c'est-à-dire une grande diversité de voies de livraison vers la mer.
L'équipe a confirmé ces résultats à l'aide de modèles numériques, démontrant que même en cas d'avulsions majeures des canaux - entraînant une réorganisation du réseau - les débits ont tendance à recréer des voies d'eau diversifiées.
"En adoptant des concepts de la théorie de l'information, nous avons montré qu'une gamme de deltas de différents environnements obéissent à un «principe d'optimalité» qui suggère une universalité à travers presque toutes les occurrences naturelles de ces formes de relief, " a déclaré Tejedor.
De nombreux deltas du monde ont été menacés ces dernières décennies par l'élévation du niveau de la mer, le développement local et la construction de barrages en amont qui limitent l'écoulement des sédiments.
« Les deltas des rivières n'occupent que 1 % de la surface terrestre mondiale, mais abritent plus d'un demi-milliard de personnes et sont la source de grandes quantités de nourriture et d'autres ressources naturelles, " dit Efi Foufoula-Georgiou, Professeur émérite de génie civil et environnemental à l'UCI, qui a dirigé et co-écrit l'étude PNAS. "Il est donc impératif que nous établissions une meilleure compréhension de ces paysages terrestres vitaux et de la façon dont les facteurs de stress humains et climatiques pourraient avoir un impact négatif sur leur auto-entretien."
