A forma como os rios funcionam é significativamente afetada pela quantidade de sedimentos que transportam e onde são depositados. Os sedimentos fluviais – principalmente areia, lodo e argila – desempenham um papel ecológico crítico, pois fornecem habitat para organismos a jusante e em estuários. Também é importante para a vida humana, reabastecendo nutrientes aos solos agrícolas das planícies de inundação e amortecendo o aumento do nível do mar causado pelas mudanças climáticas, fornecendo areia aos deltas e litorais. No entanto, essas funções estão sob ameaça:nos últimos 40 anos, os humanos causaram mudanças sem precedentes e consequentes no transporte de sedimentos fluviais, de acordo com um novo estudo de Dartmouth publicado na Science .
Usando imagens de satélite da NASA Landsat e arquivos digitais de dados hidrológicos, os pesquisadores de Dartmouth examinaram as mudanças na quantidade de sedimentos transportados para os oceanos por 414 dos maiores rios do mundo de 1984 a 2020.

"Nossos resultados contam a história de dois hemisférios. O norte viu grandes reduções no transporte de sedimentos fluviais nos últimos 40 anos, enquanto o sul viu grandes aumentos no mesmo período", diz o principal autor Evan Dethier, pós-doutorando em Dartmouth. . "Os seres humanos foram capazes de alterar os maiores rios do mundo a taxas sem precedentes no recente registro geológico.

"A quantidade de sedimentos que os rios carregam é geralmente ditada por processos naturais nas bacias hidrográficas, como quanta chuva há ou se há deslizamentos de terra ou vegetação. Descobrimos que as atividades humanas diretas estão sobrecarregando esses processos naturais e até superando os efeitos das mudanças climáticas. ."

As descobertas mostram que a construção maciça de barragens no século 20 no norte hidrológico global - América do Norte, Europa / Eurásia e Ásia - reduziu a entrega global de sedimentos suspensos nos rios para os oceanos em 49% em relação às condições pré-barragem. Essa redução global ocorreu apesar dos grandes aumentos na entrega de sedimentos do sul hidrológico global – América do Sul, África e Oceania. Lá, o transporte de sedimentos aumentou em 36% de seus rios da região devido à grande mudança no uso da terra.

As mudanças no transporte de sedimentos no sul foram impulsionadas principalmente por mudanças intensivas no uso da terra, a maioria das quais está associada ao desmatamento. Exemplos notáveis ​​incluem o registro na Malásia; mineração de ouro aluvial na América do Sul e África Subsaariana; mineração de areia em Bangladesh e na Índia; e plantações de óleo de palma em grande parte da Oceania. (Em pesquisas anteriores, Dethier descobriu que a mineração artesanal de ouro no Peru está associada a aumentos nos níveis de sedimentos em suspensão).

No norte, a construção de barragens tem sido o agente dominante de mudança para os rios nos últimos séculos.

"Uma das motivações para esta pesquisa tem sido a expansão global da construção de grandes barragens", diz o co-autor Francis Magilligan, professor de geografia e da cátedra Frank J. Reagan '09 de Estudos Políticos em Dartmouth, que estuda barragens e barragens remoção. "Somente nos EUA, existem mais de 90.000 barragens listadas no Inventário Nacional de Barragens". Magilligan diz:"Uma maneira de pensar sobre isso é que nós, como nação, construímos, em média, uma barragem por dia desde a assinatura da Declaração de Independência".

Os rios são responsáveis ​​pela criação de várzeas, bancos de areia, estuários e deltas devido aos sedimentos que transportam. No entanto, uma vez que uma barragem é instalada, esse suprimento de sedimentos, incluindo seus nutrientes, é frequentemente interrompido.

Nos EUA e em outros países do Hemisfério Norte, no entanto, muitas barragens têm mais de meio século e menos barragens estão sendo construídas no século 21. Os declínios recentes no transporte de sedimentos são relativamente mínimos, como resultado. A construção de barragens na Eurásia e na Ásia nos últimos 30 anos, especialmente na China, levou a reduções contínuas no transporte global de sedimentos.

"For low-lying countries (countries that live at, near or below sea level) in delta regions, sediment supply from rivers has, in the past, been able to help offset the effects of sea level rise from climate change," says Magilligan, "but now you've got the double drivers of declining sediment from dam construction and rising sea levels." He says, "This is particularly worrisome for densely populated places like Vietnam, where sediment supply has been reduced significantly by dam activity along the Mekong River."

The results in the north are striking and could foreshadow future changes to come for the south, as the study reports that there are more than 300 dams planned for large rivers in South America and Oceania. The Amazon River carries more sediment than any other river in the world and is a major target for these dams.

"Rivers are pretty sensitive indicators of what we're doing to the surface of the Earth—they are sort of like a thermometer for land use change," says co-author Carl Renshaw, the Evans Family Distinguished Professor of Earth Sciences at Dartmouth. "Yet, for rivers in the Northern Hemisphere, dams are now blocking that signal for sediment coming to the ocean."

Renshaw says, "It's well-established that there's a soil loss crisis in the U.S. but we just don't see it in the sediment export record because it's all getting stuck behind these dams, whereas we can see the signal for rivers in the global south."

Dethier says, "In many cases throughout the world, we have built our environment around rivers and the way that they operate, for use in agriculture, industry, recreation and tourism, and transportation, but when human activity suddenly disrupts the way rivers function, it may become difficult to adapt in real-time to such impacts."

How dams retain sediment and how land use is increasing downstream erosion are principles the researchers hope can be used to help inform planning decisions, and land use and environmental management policies in riparian and coastal zones in the future.