Nous savons enfin pourquoi certaines rivières se sont séparées

Qu'est-ce qui peut sembler une question facile à répondre – « Pourquoi les rivières se séparent-elles? » – a en fait des scientifiques perplexe pendant plus d'un siècle. C'est le genre de chose que nous tenons pour acquis, après tout, cela semble être une caractéristique naturelle d'un processus naturel. La division d'un seul canal d'eau en deux canaux est appelée bifurcation, et plusieurs rivières célèbres l'ont. Le Rhin, le Mississippi et le Torne bien nommé en Suède se divisaient tous en deux. D'un point de vue géologique, cependant, ces caractéristiques dépendent de conditions spécifiques qui ont été insaisissables pour les chercheurs pendant longtemps.

Les causes de la bifurcation de la rivière ont été dévoilées dans une récente étude scientifique de l'Université de Californie à Santa Barbara. En analysant près de quatre décennies d'imagerie satellite et les données géologiques de 84 rivières différentes, l'équipe a découvert une caractéristique particulière qui provoque la division d'une rivière. Selon l'auteur principal de l'étude, Austin Chadwick, plusieurs canaux fluviaux peuvent se développer à partir d'un seul lorsque l'érosion de l'une de ses banques dépasse la quantité de sédiments déposés sur les banques opposées en aval. Le résultat est une rivière qui s'élargit avec le temps et se divise finalement en deux canaux séparés.

Bien que le processus soit facile à décrire, il est un peu difficile à visualiser. Logiquement, le flux puissant d'une rivière doit toujours se tailler un seul chemin, car la circulation de l'eau préfère le chemin de la moindre résistance. Cependant, les conditions que Chadwick et l'équipe de recherche décrivent sont rarement suffisamment extrêmes pour provoquer des bifurcations stables et durables, ce qui explique pourquoi seules quelques rivières majeures avec des bifurcations permanentes sont reconnaissables par leur nom. Pour comprendre comment l'érosion et les dépôts de sédiments peuvent provoquer une rivière majeure comme le Rhin en deux, nous devons considérer comment l'érosion forme et brise le chemin d'une rivière.

Les rivières ne suivent pas toujours les mêmes chemins. Au lieu de cela, les rivières sont des phénomènes dynamiques, érodant continuellement la terre et sculptant de nouvelles chemins à suivre. Alors que les rivières taillent leurs chemins, ils soulèvent des sédiments et les déposent en aval le long de leurs rives et des lits de rivière. Cet équilibre entre l'érosion et les dépôts est en partie la raison pour laquelle les rivières semblent maintenir une largeur cohérente, l'élargissement souvent notable que sur de longues distances.

Lorsque les taux d'érosion et de dépôt d'une rivière sont équilibrés, il restera dans un seul canal ou «fil». L'Amazon est un tel exemple. Au cours de son voyage de 4 000 milles des Andes au delta d'Amazonie au Brésil, des milliers de petits flux et affluents se déroulent dans le corps à fil unique de l'Amazonie. Alors que les petits threads se joignent à des threads plus grands, le vaste réseau de rivière Amazon se tord et se tourne dans des directions différentes, mais le corps principal de la rivière Amazone reste généralement un seul fil. Ainsi, pour la majorité de sa longueur, le taux d'érosion de l'Amazonie est proportionné à son taux de dépôt.

Lorsque l'érosion dépasse le dépôt, une rivière se divise en plusieurs fils. Au début, le taux d'érosion élevé élargira sensiblement la rivière en transportant des sédiments des rives en aval. Mais plutôt que de se déposer dans les banques plus en aval, la majeure partie des sédiments se déposent au milieu du lit de la rivière. Une fois que ces dépôts au milieu de la rivière se sont accumulés, ils peuvent s'élever au-dessus de la surface de la rivière et créer plusieurs fils. Si les nouveaux fils se rejoindraient, une île au milieu de la rivière est créée. Si ces deux canaux divergent sans rejoindre, la rivière se divise en deux rivières.

Les rivières peuvent se diviser en plusieurs fils, mais ces divisions sont souvent éphémères. Dans la rivière Deltas, par exemple, plusieurs fils sont constamment nés et abandonnés, car l'interaction de la rivière avec les marées océaniques et le lit de rivière sablonneux lâche est en constante évolution. Les changements saisonniers dans l'approvisionnement en eau peuvent également créer de nouveaux fils qui serpentent loin des anciens.

L'activité humaine en particulier a un impact majeur sur les voies fluviales. Les barrages hydroélectriques peuvent changer l'approvisionnement en eau d'une rivière de manière non naturelle, et l'effet qu'ils ont sur les rivières multi-threads donne une illustration claire des conséquences. Lorsque les barrages provoquent la chute des niveaux d'eau, plusieurs fils peuvent sécher, avec le résultat ultime de transformer une rivière multi-thread en une rivière à fil unique. Cette transformation rapide peut changer le paysage, entraînant la perte de terres agricoles pour ses habitants. Le delta du Mississippi est un exemple brutal des effets négatifs de la construction de barrages, où une perte de terres importante a été liée à la construction de barrages plus haut en haut de la rivière.

Les informations émergentes sur les rivières multi-thread peuvent être utilisées pour aider à des projets de restauration des rivières. Alors que les projets de restauration cherchent à restaurer les écosystèmes endommagés, la découverte de la façon dont un déséquilibre dans l'érosion et les dépôts peut créer des rivières multi-threads pourraient modifier complètement les stratégies utilisées. Par exemple, l'étude de l'Université de Santa Barbara suggère qu'un système multi-thread nécessite environ 90% de temps et d'espace en moins pour se rétablir par rapport à un système unique. Plus nous en apprenons sur les rivières et pourquoi certains se séparent, plus nous pouvons gérer nos impacts sur les systèmes naturels qui les stimulent.