Le seul attribut cohérent d'une rivière est le changement. Comme l'a remarqué le philosophe grec Héraclite, "Aucun homme ne marche jamais deux fois dans la même rivière." Bien que cette nature dynamique soit souvent hors de vue et de l'esprit, l'oublier a conduit à bien des catastrophes historiques.

Récemment, Le géomorphologue de l'UC Santa Barbara, Vamsi Ganti, et ses collaborateurs ont publié une étude concluant que l'élévation du niveau de la mer entraînera le saut des rivières, ou avulser, plus souvent sur les deltas que par le passé. Maintenant, son équipe a découvert qu'une parfaite tempête de facteurs, y compris des inondations plus importantes et des sédiments plus fins, permettra à ces événements destructeurs de se produire de plus en plus à l'intérieur des terres. leurs résultats, qui apparaissent dans Lettres de recherche géophysique , avertir des catastrophes majeures sur le point de frapper de nombreux centres urbains qui, historiquement, n'ont jamais eu à se soucier de ces problèmes.

En grand, rivières relativement plates, les avulsions ont tendance à se produire dans la région des remous, Ganti a expliqué. "C'est la zone sur laquelle le débit de la rivière ressent l'effet du niveau de la mer." Cette région commence à l'embouchure de la rivière et peut s'étendre relativement loin à l'intérieur des terres. Par exemple, le bras mort du fleuve Mississippi s'étend à 500 kilomètres de la côte.

L'équipe recherchait des données satellitaires et de télédétection pour les avulsions historiques et est tombée sur les deltas uniques de Madagascar. L'île possède une multitude de petites rivières qui descendent des montagnes et transportent des sédiments très fins. Cela est dû aux sols saprolitiques—lâches, des sols mous faits de limon et de roches en décomposition, qui dominent les hautes terres du pays. Exacerbée par la déforestation galopante de l'île, les sols exposés alimentent le trouble de l'île, rivières rouges et en font l'un des endroits qui s'érodent le plus rapidement sur Terre, selon l'auteur principal Sam Brooke, chercheur postdoctoral au Département de géographie.

À l'aide de plusieurs images satellites prises depuis la fin des années 1970, Brooke a créé des animations de séries chronologiques qui communiquent à quelle vitesse les deltas fluviaux de Madagascar évoluent. En utilisant ces données, il a pu obtenir les débits des rivières ainsi que le temps pendant lequel les canaux sont restés pleins pendant les crues.

La combinaison des données avec l'imagerie satellitaire a conduit à une conclusion surprenante. Les avulsions ne se produisaient nulle part près des zones de remous des rivières. "[Au lieu, ils étaient] environ 20 fois [plus loin] en amont, " Brooke a rappelé, "bien en dehors de là où nous nous attendions à ce qu'ils soient basés sur [... des modèles] utilisant une simple échelle de remous." Les chercheurs ont réalisé qu'ils devaient mettre à jour leurs modèles d'endroit où les avulsions se produisent sur les deltas.

Un meilleur modèle

La théorie élargie de l'équipe se résume à une relation simple. Deux processus sont à l'œuvre dans les cours d'eau :la durée des crues, et le temps qu'il faut à la rivière pour s'adapter aux changements. Les échelles de temps relatives de ces phénomènes dictent où se produisent les avulsions.

Si les crues sont plus courtes que le temps nécessaire à la rivière pour s'adapter, alors l'érosion et le dépôt sont limités à la zone de remous. Cependant, si les crues durent plus longtemps qu'il n'en faut à la rivière pour s'adapter, l'érosion pendant les crues peut se déplacer loin en amont de l'embouchure de la rivière, ce qui permet à la rivière de s'enfoncer beaucoup plus à l'intérieur des terres.

Grandes rivières plates, comme le Mississippi, changer lentement, mais les rivières escarpées avec beaucoup de sédiments fins peuvent s'adapter assez rapidement. "L'ensemble du canal peut être resurfacé dans la zone de remous dans une crue donnée, " dit Ganti, "et l'érosion peut se propager beaucoup plus en amont." C'est le cas des rivières comme celles de Madagascar, qui sont relativement raides et ont beaucoup de sédiments fins.

Une rivière déborde lorsqu'elle transporte suffisamment d'eau pour déborder ses rives. Et sur la plus grande partie de sa longueur, une voie navigable inondée fera exactement cela. Mais le niveau d'eau est limité par le niveau de la mer près de l'embouchure de la rivière jusqu'à la zone de remous. Ainsi, l'augmentation du volume d'eau pendant les inondations commence à se déplacer plus rapidement, érosion croissante, et écumer plus profondément le lit de la rivière.

Cette vague d'érosion peut ensuite se propager en amont au fur et à mesure que les conditions de crue se poursuivent, permettant à la rivière de s'avulser loin en amont de la zone de remous—beaucoup plus loin que prévu.

Une image inquiétante se dessine

"Les modèles climatiques prédisent que les inondations extrêmes se produiront plus souvent dans un monde en réchauffement, " a déclaré Ganti. En conséquence, les avulsions pourraient commencer à se déplacer encore plus à l'intérieur des terres sur les rivières du monde entier.

Mais les émissions de gaz à effet de serre ne sont pas la seule activité humaine affectant les rivières. Le sable et le gravier sont des composants essentiels de la construction et des infrastructures, et les humains exploitent maintenant ces ressources à grande échelle. Malheureusement, ceux-ci constituent la fraction grossière des sédiments alluviaux, ce qui signifie que nos activités conduisent à des sédiments plus fins dans de nombreux endroits. Les rivières peuvent transporter plus de ce matériau à grain fin, et la charge accrue réduit le temps qu'il faut aux canaux [?] pour changer. Encore une fois, cela permet aux avulsions de se produire plus en amont.

Quoi de plus, l'élévation du niveau de la mer pousse la zone de remous elle-même plus loin à l'intérieur des terres. Ces trois facteurs se combinent pour créer la recette parfaite pour que des avulsions majeures se produisent toujours plus loin à l'intérieur des deltas, Ganti a expliqué. Cela pourrait conduire à une tendance croissante des maisons, des vies et des moyens de subsistance perdus en raison d'inondations extrêmes, probablement dans des endroits qui n'ont jamais eu à faire face à ces dangers historiquement.

Et selon le précédent article de l'équipe, ces événements deviendront également plus fréquents à mesure que le niveau de la mer s'élèvera.

« Nous devrions nous préparer à l'avulsion en tant que grave risque d'inondation à l'avenir, " a averti Vamsi.

Les deltas fluviaux ont toujours été une ressource essentielle pour l'humanité, exploité pour l'agriculture, transports et industrie. Bon nombre des plus grandes villes de la civilisation se sont développées le long des rives des grands cours d'eau du monde. Leur dynamisme a toujours posé un défi à la société, mais à mesure que les rivières deviennent moins prévisibles et plus volatiles, les chercheurs disent, nous devrons prendre plus de précautions pour assurer notre sécurité et notre bien-être.