Estude locais e exemplos de rios. Crédito:Cartas de Ciência da Terra e Planetária (2024). DOI:10.1016/j.epsl.2024.118674 Assim como a água se move através de um rio, os próprios rios se movem pela paisagem. Eles esculpem vales e desfiladeiros, criam planícies aluviais e deltas e transportam sedimentos das terras altas para o oceano.
Um artigo da UC Santa Bárbara apresenta um relato do que impulsiona as taxas de migração de rios sinuosos. Os dois autores compilaram um conjunto de dados global dessas hidrovias, analisando como a vegetação e a carga de sedimentos afetam o movimento do canal.
“Encontramos uma tendência à escala global entre a quantidade de sedimentos que os rios transportam e a rapidez com que migram, em todas as variáveis”, disse o principal autor do estudo, Evan Greenberg, estudante de doutoramento no Departamento de Geografia.
Seus resultados, publicados na revista Earth and Planetary Science Letters, contraste com trabalhos anteriores que enfatizaram o efeito estabilizador da vegetação. Neste artigo, os pesquisadores destacam como a atividade dos rios sinuosos emerge da interação entre a deposição de sedimentos e a estabilização das margens pela vegetação.
Alguns dos cursos de água mais importantes do mundo são rios sinuosos, pelo que compreender adequadamente o seu comportamento é crucial para gerir estes fenómenos naturais num mundo em mudança.
Duas forças, chamadas de impulso da barra e tração da margem, atuam na curva de um rio. O empurrão da barra é causado quando a deposição no interior de uma curva forma um banco de areia, que empurra a curva para fora. Ao mesmo tempo, a erosão na margem oposta puxa a curva ainda mais para fora. A carga de sedimentos tem um efeito mais forte sobre os primeiros, enquanto a presença estabilizadora da vegetação tem mais influência sobre os últimos.
Os cientistas propuseram várias hipóteses sobre qual fator exerce uma influência mais forte na migração dos meandros. "Este é um tema bastante controverso e continua indo e voltando", disse o autor sênior Vamsi Ganti, conselheiro de Greenberg e professor associado do departamento de geografia.
Para investigar esta dinâmica, Greenberg e Ganti recolheram medições existentes das taxas de migração fluvial e adicionaram dados de aproximadamente 60 rios adicionais. Ao todo, compilaram dados sobre 139 rios sinuosos em todo o mundo, abrangendo diferentes regiões, climas, tamanhos e regimes de vegetação. Os pesquisadores modelaram cada canal do rio como uma série de segmentos de linha usando imagens de satélite. Eles poderiam então acompanhar como esses segmentos mudaram ao longo do tempo para medir a migração do rio.
O principal paradigma era que a vegetação retarda esta migração, estabilizando a margem exterior contra a erosão. Isto contrastou com as evidências experimentais que sugerem que a carga de sedimentos poderia ser um fator influente. A atração das margens é mais forte em rios sem vegetação, mas, como descobriram Greenberg e Ganti, estes também tendem a ter maior abastecimento de sedimentos, tornando difícil distinguir as contribuições relativas dos dois processos.
A erosão puxa a encosta íngreme ao mesmo tempo que a deposição empurra a barra de areia do lado oposto. Juntos, movam a curva do rio para a esquerda. Crédito:Matt Perko
Mas a análise de Greenberg e Ganti revelou uma tendência clara:a migração foi mais rápida nos rios que transportavam muitos sedimentos relativamente ao seu tamanho. O modelo também mostrou que a vegetação retarda a migração fluvial, conforme sugerido por estudos anteriores. No entanto, o efeito foi muito mais modesto, com rios sem vegetação a migrar quatro vezes mais rapidamente do que os seus homólogos de tamanho semelhante, em vez do aumento de 10 vezes relatado por alguns dos seus colegas. Isto sugere que a pressão da barra tem uma influência mais forte nos rios sinuosos do que a tração da margem.
Dito isto, o comportamento fluvial resulta da confluência dos dois processos. “Você não pode deixar um dominar o outro em um rio sinuoso”, disse Ganti. "Se você não tiver suprimento de sedimentos suficiente, a força da margem ultrapassará a pressão da barra e você acabará com um rio trançado. E então é realmente o equilíbrio entre a pressão da barra e a força da margem que cria esses rios sinuosos estáveis. "
As barragens fornecem um estudo de caso pronto para investigar as contribuições destes dois mecanismos, uma vez que as estruturas retêm sedimentos, mas dificilmente afectam a vegetação. Quando os autores analisaram o movimento de três rios norte-americanos acima e abaixo de barragens notáveis, descobriram que as taxas de migração diminuíram a jusante, onde o rio estava carente de sedimentos. Eles agora podiam ter certeza de que a carga de sedimentos estava impulsionando a migração em curva.
Greenberg está investigando ainda mais o efeito que as barragens têm não apenas nos rios sinuosos, mas em todos os tipos de rios que possuem planícies aluviais. “Queremos saber o que as barragens estão fazendo com a migração dos rios”, disse ele.
Muitas das vias navegáveis mais importantes do mundo são rios sinuosos e centenas de milhões de pessoas vivem ao longo das suas planícies aluviais, disse Ganti. “Portanto, saber como os rios se movem é importante para gerir os riscos que acompanham a migração bancária.
Em artigos anteriores, Ganti documentou como a subida do nível do mar e as mudanças no fornecimento de sedimentos podem afectar a dinâmica dos rios no futuro.
Os resultados pintam um quadro de rios mais ativos e menos previsíveis, especialmente quando combinados com condições climáticas mais extremas e mudanças no uso da terra. Por exemplo, os cientistas prevêem que muitos rios terão um aumento no fornecimento de sedimentos. “Mais sedimentos significa que os rios podem fazer mais coisas”, observou.
Ganti planeja ampliar o escopo de seu modelo. Embora geógrafos e cientistas da Terra tenham historicamente se concentrado em rios sinuosos, a maioria dos cursos de água do planeta são rios errantes e com vários fios, disse ele. Ele e Greenberg estão trabalhando na quantificação da mobilidade fluvial em geral, nas diversas categorias de rios.
Idealmente, pretendem desenvolver um modelo que possa descrever a migração de um rio à medida que muda de tipo ao longo de toda a sua extensão, desde a cabeceira até ao mar.
