Skarpe sving får floder til at vandre

Overladt til deres egne enheder og givet nok tid, floder vandrer, udhuler deres banker og efterlader deres gamle kanaler. Det er en adfærd, som ingeniører skal huske på, når de administrerer floder eller planlægger projekter i nærheden af ​​dem. Men ny forskning fra The University of Texas i Austin har afsløret, at gamle metoder til at estimere migrationshastigheder kan overænke det.

Undersøgelsen blev ledet af UT Jackson School of Geosciences Bureau of Economic Geology og fandt ud af, at hastigheden af ​​flodvandring er direkte forbundet med, hvor skarpe dens bøjninger er - et fund, der udfordrer den fremherskende visdom om, hvordan flodens krumning og migration hænger sammen og viser, at forholdet er ikke så kompliceret som tidligere antaget, sagde Zoltán Sylvester, en forsker ved bureauet, der ledede undersøgelsen.

"Når vi ser på de floder, vi har studeret, jo skarpere bøjning, jo strammere bøjning, jo hurtigere den bevæger sig, "sagde han." Det er et simpelt forhold. "

Arbejdet indebar sporing af flodvandring i Amazonasbassinet ved hjælp af satellitfotos. Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Geologi den 6. februar. Det blev co-forfatter af Paul Durkin, en adjunkt ved University of Manitoba og Jacob Covault, en forsker ved bureauet.

Det er kendt videnskab, at hastigheden af ​​flodvandring - hvor hurtigt dele af en flod bevæger sig hen over et landskab - er drevet af krumningen af ​​dens bøjninger. Imidlertid, tidligere forskning fandt ud af, at der var et loft over, hvor meget krumning der kunne påvirke migrationshastigheden. Ifølge disse tidligere fund, den maksimale vandringshastighed forekom langs dele af floden, hvor krumningsradius for bøjningen (en værdi, der vedrører bøjningens skarphed) er to til tre gange bredden af ​​en flod. Kurver, der var skarpere end det, blev antaget at bremse vandringen ved at skabe et mere turbulent miljø for vand at strømme igennem.

I modsætning, Sylvester og hans team fandt ud af, at der ikke er et loft. I stedet, der ser ud til at være en direkte forbindelse mellem flodbøjningens krumning og vandringshastigheden, med skarpere bøjninger, der forårsager en højere erosionshastighed - hvilket er knyttet til en hurtigere migration. Et andet centralt fund er, at migration forbundet med krumningen sker nedstrøms fra selve bøjningen - ikke ligefrem ved siden af, som den tidligere ofte blev overvejet.

"Hvis du tager højde for dette skift ... står de smukt i kø, "Sagde Sylvester.

Sylvester sagde, at dette skift blev overset i de fleste tidligere undersøgelser og kan have bidraget til tanken om, at der er en medium krumning, for hvilken migrationsraterne er højest.

Forskerne brugte satellitdata erhvervet af Landsat -programmet til at afsløre forbindelsen mellem flodbøjninger og migration, med billederne, der giver forskerne et fugleperspektiv af hundredvis af flodbøjninger langs syv floder i Amazonasbassinet, og hvordan de vandrede i løbet af de sidste 30 år. Forskerne valgte at fokusere på floderne i Amazonasbassinet på grund af deres høje vandringshastighed og deres placering væk fra indblanding af mennesker eller komplicerede geologiske omgivelser. Disse andre faktorer kan påvirke hastigheden af ​​flodvandring - men at have en grundlæggende idé om, hvordan krumninger hjælper med at kontrollere en flod, er et nyttigt udgangspunkt og kan hjælpe med at afsløre, når andre faktorer spiller ind, sagde Jonathan Schwenk, en postdoktor ved Los Alamos National Lab, der studerer flodens adfærd.

"Forfatternes metode til at knytte krumning til migrationshastighed giver en meget flot ramme til bestemmelse af, hvor en simpel migrationsmodel er passende, "sagde Schwenk." Jeg ville elske at se denne analyse udvides til floder, der flyder gennem forskellige miljøer for virkelig at få en fornemmelse af de faktorer, der får simple modeller og teorien til at afvige fra observerede vandringsmønstre. "