Del Nilo al Mississippi y del Amazonas al Yangzi, La civilización humana está indisolublemente ligada a los grandes ríos a lo largo de los cuales se desarrollaron nuestras sociedades. Pero los ríos son mutables y los beneficios que otorgan pueden convertirse rápidamente en desastres cuando estas vías fluviales cambian de curso.

Los científicos están trabajando para comprender cómo los cambios ambientales alteran la dinámica de los ríos. Un nuevo estudio en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias en coautoría con el geomorfólogo de la Universidad de California en Santa Bárbara, Vamsi Ganti, ha descrito los factores que dictan la frecuencia con la que los ríos saltan de curso, o avulso, y los efectos que esto tendrá en los deltas de los ríos. Los resultados prometen ayudar a los científicos y planificadores a prepararse para un futuro de aumento del nivel del mar y cambios en el uso de la tierra.

Los deltas contrarrestan el aumento del nivel del mar mediante la acumulación de sedimentos, que ocurre principalmente cerca de un canal de río. De vez en cuando, el río cambiará de curso a través de una avulsión y comenzará a construir el delta en algún otro lugar. "Así que las avulsiones son la forma en que el río esparce sus sedimentos por todo el paisaje, "dijo el primer autor Austin Chadwick, becario postdoctoral en la Universidad de Minnesota.

"Las preguntas que nos hacemos son con qué frecuencia los ríos cambian naturalmente su curso, " él continuó, "y cómo va a cambiar eso con el cambio climático y la interferencia humana".

Desafortunadamente, Anteriormente no había consenso sobre cómo respondían los ríos al cambio climático. Algunos científicos pensaron que las tasas de avulsión aumentarían a medida que aumenta el nivel del mar, mientras que otros predijeron que disminuirían. "Simplemente no había una teoría unificadora para explicar cómo la frecuencia de avulsión de los ríos depende del nivel del mar, "Dijo Ganti.

Para enderezar la situación, Ganti Chadwick y su coautor Michael Lamb de Caltech, combinó observaciones de los registros geológicos e históricos con un modelo matemático de la dinámica de los ríos. Al centrarse en este problema específico, tenían como objetivo obtener finalmente respuestas definitivas y predicciones útiles.

Los ríos grandes tienden a aplanarse y desacelerarse a medida que se acercan al océano. Después de cierto punto, las condiciones aguas abajo del nivel del mar comienzan a influir en el comportamiento del río en lo que los científicos llaman hidrodinámica del remanso. "Esta es una zona dinámica donde se producen depósitos y erosión en los ríos costeros, "Explicó Ganti.

En un artículo anterior, el equipo había demostrado que las avulsiones ocurren dentro de esta región de remanso, que puede extenderse bastante tierra adentro. Por ejemplo, la zona de remanso del río Mississippi alcanza los 500 kilómetros de la costa. Más adentro, ríos más planos como el Mississippi, que tienen regiones de remanso más grandes, por lo tanto, tienen deltas más grandes.

El objetivo de los investigadores con este estudio era aplicar su nueva comprensión del impacto de la hidrodinámica del remanso para aprender sobre la frecuencia de las avulsiones.

Usando el modelo, y comparar sus resultados con los datos de campo, el equipo descubrió que hay tres formas en que los deltas pueden responder al aumento del nivel del mar, que dependen del equilibrio entre la tasa de cambio del nivel del mar y el sedimento suministrado por el río.

La primera:cuando un río tiene mucho sedimento y el aumento del nivel del mar es relativamente lento. Según el modelo, estos ríos son resistentes al aumento del nivel del mar, y sus tasas de avulsión se mantienen estables. El río Amarillo de China es un ejemplo.

El segundo caso ocurre cuando un río tiene menos sedimentos o el nivel del mar sube más rápidamente. En este escenario, las avulsiones se vuelven más frecuentes. El aumento del océano promueve la sedimentación, y una vez que un canal se llena a cierta profundidad, el río saltará su curso.

Y representando el extremo, en el que el aumento del nivel del mar supera la capacidad de un río para depositar sedimentos, es el tercer caso. Mientras el océano se infiltra en el delta, el río alcanzará su máxima tasa de avulsión, y todo el sistema comenzará a migrar tierra adentro. Los científicos no habían sabido de este caso antes, y el descubrimiento de los tres regímenes juntos explica las inconsistencias anteriores en la literatura científica.

Los investigadores ingresaron observaciones y datos en su modelo para ver si varios deltas de los ríos se comportarían de manera diferente bajo las condiciones climáticas pronosticadas. "La respuesta es sí, para la mayoría de ellos, ", Dijo Chadwick." Muchos ríos experimentarán avulsiones más frecuentes y algunos ríos también tendrán avulsiones tierra adentro ".

Las avulsiones fluviales tienen enormes implicaciones sociales, con el potencial de causar disturbios económicos y civiles. Archaeologists believe that a course change of the Indus River in western India directly contributed to the decline of the Bronze Age Harappan civilization. Más recientemente, avulsions led to the 1877 Yellow River flood and 1931 China floods, two of the deadliest natural disasters in modern history.

An avulsion could have dire consequences for rivers like the Mississippi, where a system called the Old River Control Structure has prevented the river from jumping course since 1963. If the backwater region migrated inland, the river could change course upstream from the facility and bypass it altogether. Millions of gallons of water per minute would course through previously dry land, while the downstream portion of the channel would go completely dry.

The authors have made their model available and accessible to anyone who might want to use it. They were even able to reduce several formulas into a single equation by implementing a few basic assumptions about river conditions and dynamics.

"Groups like the Army Corps of Engineers and the Department of the Interior can use this tool to apply to any delta, " said Chadwick. "And hopefully it will help inform our decisions in these places as we cope with climate change."