Rzeki mogą nagle zmienić swój bieg, a skutki bywają katastrofalne. Przyjrzano się awulsji

Powódź w Pakistanie w 2008 r.
Trudna sytuacja w Lądku Zdroju, rzeka zmieniła się w rwący potok
Źródło: TVN24
Najświeższe badania naukowców rzucają nowe światło na awulsję, czyli proces tworzenia się nowego koryta istniejącej rzeki, który może prowadzić do katastrofalnych powodzi. Naukowcy podkreślają, że ich praca może pomóc rządom i planistom zidentyfikować obszary o wysokim ryzyku nagłych zalań.

Awulsja jest zjawiskiem naturalnym, ale bardzo trudnym do przewidzenia. Powstaje, gdy rzeka omija istniejące meandry i zakola, tworząc nowe koryto.

Do zmian biegu dochodzi, gdy woda w rzece podnosi się ponad otaczający krajobraz, często z powodu nagromadzenia się osadów w dotychczasowym korycie. Kiedy tak się dzieje, rzeka może wylać się z brzegów i wytyczyć sobie nowy bieg. To nierzadko prowadzi do olbrzymich zalań, które są zagrożeniem dla mieszkańców terenów znajdujących się w pobliżu rzeki.

W 2010 roku awulsja rzeki Indus w Pakistanie spowodowała powódź, która dotknęła ponad 20 milionów ludzi, a w 2008 r. to samo zjawisko na rzece Kosi w północnych Indiach bezpośrednio wpłynęło na losy ponad 30 milionów mieszkańców. Zginęły setki osób, a szkody oszacowano na ponad miliard dolarów.

W najnowszej publikacji zespół naukowców pod przewodnictwem Jamesa "Jake’a" Gearona, doktoranta w Katedrze Nauk o Ziemi i Atmosferze (EAS) w College of Arts and Sciences na Indiana University w Bloomington, po raz pierwszy nakreślił warunki, które powodują zmiany biegu rzek. Wyniki opublikowano kilka dni temu w prestiżowym magazynie "Nature".

Skutki powodzi w Pakistanie w 2008 r.
Skutki powodzi w Pakistanie w 2008 r.
Źródło: Shutterstock

"Pomiar topografii wokół rzek jest trudny"

Dzięki wykorzystaniu zaawansowanej technologii satelitarnej do obrazowania rzeźby terenu, zespół ustalił, w jaki sposób określone cechy krajobrazu zwiększają prawdopodobieństwo zmiany biegu rzeki.

- Pomiar topografii wokół rzeki jest trudny i czasochłonny ze względu na gęstą roślinność. Skorzystaliśmy z nowego satelity, który wykorzystuje lasery do pomiarów topograficznych - powiedział Gearon.

W ten sposób naukowcy mogli określić położenie nagiej ziemi i przeprowadzić dokładne pomiary topograficzne.

Tradycyjnie naukowcy uważali, że nagłe zmiany biegu występują z powodu dwóch głównych czynników: albo koryto rzeki zostało podniesione ponad równinę zalewową, albo ziemia po obu stronach rzeki oferowała bardziej stromą, łatwiejszą ścieżkę dla wody.

- Byliśmy zaskoczeni, gdy odkryliśmy, że oba czynniki współdziałają i odgrywają różne role w zależności od położenia rzek - podkreślił prof. Douglas Edmonds, profesor nauk geologicznych w Katedrze Nauk o Ziemi i Atmosferze Indiana University w Bloomington.

Prawie 180 przeanalizowanych awulsji

Naukowcy przeanalizowali dane ze 174 awulsji rzek na całym świecie, wykorzystując zdjęcia satelitarne do śledzenia ruchów rzek w ciągu ostatnich kilku dekad.

W badaniu ustalono, że zmiany biegu są dużo częstsze w pobliżu pasm górskich i obszarów przybrzeżnych niż w środkowych odcinkach rzek. 74 procent tych awulsji miało miejsce w pobliżu pasm górskich lub linii brzegowych, obszarów, w których zwykle szybko gromadzą się osady.

Ponadto wykorzystując dane topograficzne, naukowcy opracowali nowy model mapowania tego, co nazywają "korytarzami awulsji rzeki" - czyli ścieżek, którymi rzeki mogą podążać, jeśli zboczą ze swojego obecnego biegu. Według naukowców to narzędzie może pomóc rządom i planistom zidentyfikować obszary o wysokim ryzyku nagłych powodzi, szczególnie w regionach o ograniczonych zasobach.

Powódź w Pakistanie w 2008 r.
Powódź w Pakistanie w 2008 r.
Źródło: Shutterstock

"Zrozumienie procesów awulsji nigdy nie było ważniejsze"

Autorzy badania podkreślają znaczenie uwzględniania zjawiska awulsji w ocenach zagrożenia powodziowego.

- Tradycyjne modele powodzi koncentrują się na wzroście poziomu wody w wyniku ulewnych deszczów, ale awulsje mogą wystąpić bez ostrzeżenia, nawet w obszarach, w których opady deszczu nie stanowią poważnego problemu. To sprawia, że są szczególnie niebezpieczne i trudne do przewidzenia, podobnie jak trzęsienia ziemi - podkreślił Gearon.

Wyniki mogą być cenne zwłaszcza dla Globalnego Południa - mniej rozwiniętych części Afryki, Ameryki Łacińskiej i Azji, gdzie awulsje są częstsze i mogą być bardziej katastrofalne w skutkach. W wielu z tych regionów połączenie czynników geologicznych i wyzwań infrastrukturalnych sprawia, że społeczności są bardziej narażone na nagłe zmiany biegu rzeki.

- Zmiany klimatu modyfikują globalne cykle wodne, a ekspansja człowieka na obszary narażone na powodzie wzrasta, więc zrozumienie i przewidywanie procesów awulsji nigdy nie było ważniejsze - podkreślił profesor Douglas Edmonds.

Czytaj także: