Les rivières sont constamment en mouvement. Pour les rivières sinueuses, cela signifie tracer de nouveaux chemins et réactiver les anciens alors qu'ils serpentent à travers un paysage au fil du temps.

Les chercheurs ont observé ce comportement à la fois dans un modèle informatique idéalisé et dans la nature, en utilisant des photos satellites d'un tronçon de la rivière Mamoré en Bolivie, qui est connu pour changer rapidement de chemin. Les photos satellites ont capturé comment la rivière a changé en 32 ans, de 1986 à 2018.

Dans le modèle comme dans le Mamoré, des barres de contrepoint sont apparues. Les chercheurs ont découvert que l'apparence était directement liée à de courtes, virages à forte courbure :petites pointes dans le chemin d'une rivière.

Les chercheurs ont observé que ces pointes se forment fréquemment lorsque le cours de la rivière est brusquement modifié, comme lorsqu'un nouveau lac d'oxbow se forme par coupure, ou après avoir renoué avec un ancien lac de bras morts.

Mais les virages serrés ne restent pas en place, ils commencent à migrer vers l'aval. Et comme ils se déplacent rapidement en aval, ils créent les conditions pour que les sédiments s'accumulent autour du virage en tant que barre de contre-point.

L'étude montre un certain nombre d'exemples de ce qui se passe dans le Mamoré. Par exemple, en 2010, un virage serré (courbure 2 sur l'image) se forme lorsqu'un lac en étrave se reconnecte avec une partie en aval de la rivière. D'ici 2018, le virage s'est déplacé d'environ 1,5 mille en aval, avec des dépôts de contrepoint le long du rivage marquant son chemin.

Les géomorphologues et les ingénieurs savaient depuis un certain temps que le changement à long terme le long d'une rivière peut être décrit en termes de valeurs de courbure locales et en amont (les endroits où la rivière semble s'enrouler autour d'un petit cercle ont des courbures élevées). Dans l'étude, les chercheurs ont utilisé une formule qui utilise ces valeurs de courbure pour déterminer la probabilité qu'une barre de contre-point se forme à un endroit particulier.

Sylvester a déclaré qu'il était surpris de voir à quel point cette formule - et les modèles simplifiés utilisés en partie pour la dériver - fonctionnaient pour expliquer ce que l'on pensait être un phénomène complexe.

"Rivières naturelles, ils ne sont en fait pas si éloignés de ce que prédisent ces modèles très simples, " dit Sylvestre.

Ce n'est pas la première fois que les recherches de Sylvester révèlent que le comportement des rivières peut être régi par des règles relativement simples. En 2019, il a dirigé une étude publiée dans Geology qui a décrit une relation directe entre la netteté des virages et la migration de la rivière.

Superficiellement, les barres de point et les barres de contre-point se ressemblent et se fondent fréquemment les unes dans les autres. Mais les barres de contrepoint sont des environnements distincts :par rapport aux barres de point, ils ont des sédiments plus fins et une topographie plus basse, les rendant plus sujettes aux inondations et aux lacs d'accueil. Ces caractéristiques créent des niches écologiques uniques le long des rivières. Mais ils sont aussi géologiquement importants, avec d'anciens gisements de barres de contrepoint conservés sous terre influençant l'écoulement des fluides, comme l'eau, le pétrole et le gaz.

Mathieu Lapôtre, géoscientifique et professeur assistant à l'Université de Stanford, a déclaré que reconnaître que des barres de contrepoint peuvent facilement se former dans les rivières sinueuses - et avoir une formule pour prédire où elles se formeront - est une avancée significative.

"Tout à fait, les résultats de Sylvester et al. ont des implications importantes pour un éventail de questions scientifiques et techniques, " il a dit.