Les méandres de la rivière Mamore en Bolivie. Crédit :Planet Labs, Inc.
Laissés à eux-mêmes et disposant de suffisamment de temps, les rivières errent, éroder leurs rives et laisser derrière eux leurs anciens canaux. C'est un comportement que les ingénieurs doivent garder à l'esprit lorsqu'ils gèrent des rivières ou planifient des projets à proximité. Mais de nouvelles recherches de l'Université du Texas à Austin ont révélé que les anciennes méthodes d'estimation des taux de migration pourraient en faire trop.
La recherche a été dirigée par le Bureau de géologie économique de l'UT Jackson School of Geosciences et a révélé que le taux de migration des rivières est directement lié à la netteté de ses virages - une découverte qui remet en question la sagesse dominante sur la relation entre la courbure des rivières et la migration et montre que la relation n'est pas aussi compliquée qu'on le pensait auparavant, dit Zoltán Sylvester, un chercheur du bureau qui a dirigé l'étude.
"Quand nous regardons les rivières que nous avons étudiées, plus le virage est prononcé, plus le virage est serré, plus ça bouge vite, " dit-il. " C'est une relation simple. "
Le travail consistait à suivre la migration des rivières dans le bassin amazonien à l'aide de photos satellites. Les résultats ont été publiés dans la revue Géologie le 6 février. Il a été co-écrit par Paul Durkin, professeur adjoint à l'Université du Manitoba et Jacob Covault, un chercheur scientifique au bureau.
Il est scientifiquement établi que le taux de migration fluviale (à quelle vitesse certaines parties d'une rivière se déplacent à travers un paysage) est déterminé par la courbure de ses coudes. Cependant, des recherches antérieures ont révélé qu'il y avait un plafond sur la quantité de courbure pouvant influencer le taux de migration. D'après ces constatations antérieures, le taux de migration maximal s'est produit le long des parties de la rivière où le rayon de courbure du virage (une valeur qui se rapporte à la netteté du virage) est de deux à trois fois la largeur d'une rivière. On pensait que des courbes plus nettes que cela ralentissaient la migration en créant un environnement plus turbulent pour le passage de l'eau.
Une animation de dessin animé montrant la relation entre les courbes de la rivière et la migration de la rivière. Alors que les virages serrés entraînent des taux de migration plus élevés, le point de migration maximale se situe en aval de la courbure maximale du coude. Cela crée un « décalage » entre le point de courbure maximale et le point de migration maximale. Crédit :Zoltan Sylvester/ L'Université du Texas à Austin Bureau of Economic Geology.
En revanche, Sylvester et son équipe ont constaté qu'il n'y avait pas de plafond. Au lieu, il semble y avoir un lien direct entre la courbure de la rivière et le taux de migration, avec des virages plus prononcés provoquant un taux d'érosion plus élevé, ce qui est lié à un taux de migration plus rapide. Une autre constatation clé est que la migration liée à la courbure se produit en aval du virage lui-même - pas exactement à côté comme cela était souvent considéré auparavant.
"Si vous tenez compte de ce changement... ils s'alignent magnifiquement, " dit Sylvestre.
Sylvester a déclaré que ce changement a été négligé dans la plupart des recherches antérieures et peut avoir contribué à l'idée qu'il existe une courbure moyenne pour laquelle les taux de migration sont les plus élevés.
Les chercheurs ont utilisé les données satellitaires acquises par le programme Landsat pour révéler le lien entre les coudes des rivières et la migration, avec les images donnant aux chercheurs une vue plongeante sur des centaines de méandres de rivières le long de sept rivières du bassin amazonien et sur leur migration au cours des 30 dernières années. Les chercheurs ont choisi de se concentrer sur les rivières du bassin amazonien en raison de leur taux de migration élevé et de leur emplacement loin de l'interférence des personnes ou des paramètres géologiques complexes. Ces autres facteurs peuvent influencer le taux de migration des rivières, mais avoir une idée de base de la façon dont les courbures aident à contrôler une rivière est un point de départ utile et pourrait aider à révéler quand d'autres facteurs sont en jeu, dit Jonathan Schwenk, un boursier postdoctoral au Los Alamos National Lab qui étudie le comportement des rivières.
"La méthode des auteurs pour relier la courbure au taux de migration fournit un très bon cadre pour déterminer où un modèle de migration simple est approprié, " a déclaré Schwenk. " J'aimerais voir cette analyse étendue aux rivières traversant différents environnements pour vraiment avoir une idée des facteurs qui font que les modèles simples et la théorie divergent des modèles de migration observés. "
