O que leva os rios a mudarem repentinamente de curso?

A mudança está na natureza de um rio. Mas quando um rio se liberta do seu canal e abre um novo caminho na paisagem, inundações devastadoras podem atingir as comunidades com pouco ou nenhum aviso.

Durante décadas, os investigadores têm lutado para explicar exactamente como é que os canais dos rios se tornam preparados para tais desvios repentinos, ou avulsões. Um estudo publicado em 18 de setembro em Natureza pode ter finalmente encerrado o debate, mostrando como dois fatores trabalham juntos para encenar o redirecionamento de um rio. Com base nas suas descobertas, os investigadores assim como desenvolveram um algoritmo promissor que pode prever o novo caminho de um rio que sofreu uma avulsão.

“São inundações monumentais, inundações que mudam a civilização em alguns casos”, diz o sedimentologista Douglas Edmonds, da Universidade de Indiana, em Bloomington. Em 2010, as avulsões no rio Indo, no Paquistão, contribuíram para inundações que obrigaram cerca de 20 milhões de pessoas a abandonarem as suas casas. No entanto, os modelos de risco de inundação continuam incapazes de prever para onde os rios serão redirecionados, diz Edmonds. “É realmente um risco de inundação invisível.”

Avulsões exigem uma configuração e um gatilho - as costas de um camelo sobrecarregado e a gota d'água (SN: 28/06/24). “O gatilho pode ser uma inundação, um terremoto, pode ser um impasse num rio”, diz Edmonds. A configuração refere-se a como a deposição de sedimentos preparou um rio para o desvio – e é a causa fundamental da avulsão, diz Edmonds. “Os rios sofrem inundações o tempo todo, mas não avulsionam o tempo todo.”

O novo estudo concentrou-se na definição da configuração, para a qual havia duas hipóteses concorrentes. Um deles sustentava que as avulsões acontecem quando um rio se torna superelevado ou quando a deposição de sedimentos eleva o nível da água de um rio acima das terras circundantes. O outro argumentou que as avulsões ocorrem quando há uma vantagem de declive, ou quando a inclinação de um novo caminho potencial se torna mais íngreme do que a do caminho atual do rio.

Edmonds e os seus colegas começaram por utilizar dados de satélite para investigar cerca de 170 avulsões, observando até que ponto os rios a jusante tendiam a desviar-se. As avulsões eram cerca de três vezes mais comuns perto da foz dos rios e frentes de montanhas do que entre elas, descobriram eles.

Concentrando-se em 58 canais fluviais para os quais estavam disponíveis dados topográficos de alta resolução, os investigadores mediram a superelevação e a vantagem de declive antes das avulsões. Eles descobriram que a superelevação explicava melhor as avulsões perto das montanhas, enquanto a vantagem da encosta explicava melhor aquelas próximas à foz dos rios e deltas.

Há tantos sedimentos fluindo das montanhas que os rios simplesmente os acumulam até ficarem superelevados e transbordarem, diz Edmonds. Enquanto isso, nos deltas, há muita lama coesa que forma folhas naturais muito íngremes em torno de canais profundos, e as avulsões precisam de uma vantagem de declive acentuado para começar a cortar o dique, acrescenta.

Estes dois factores – vantagem de declive e superelevação – funcionam juntos de forma inversa, descobriram os investigadores. Quanto mais superelevado um rio se torna, menor é a vantagem de declive que ele precisa para avulsionar e vice-versa. “É a primeira vez que alguém consegue mostrar isso com dados”, diz a geóloga Elizabeth Hajek, da Penn State, que não esteve envolvida no estudo.

As avulsões ocorreram quando o produto matemático dos dois fatores ultrapassou um valor limite, descobriram os pesquisadores. Desde que estejam disponíveis medições topográficas precisas do canal de um rio, o que é mais provável para rios maiores e em locais com céu limpo, você provavelmente poderia usar essa métrica de limite para identificar onde é provável que ocorram avulsões, diz o geomorfologista Vamsi Ganti, da Universidade. da Califórnia, Santa Bárbara, que assim como não esteve envolvido no estudo.

Os pesquisadores desenvolveram um algoritmo de computador que destacava onde um rio avulsionado poderia ir no mapa, levando em consideração a inclinação do terreno e a dinâmica do rio. Quando encarregado de prever os caminhos de 10 avulsões anteriores, o algoritmo capturou corretamente o caminho de cada uma. “É uma ferramenta muito boa”, diz Hajek. “Pode ser muito, muito útil para identificar áreas de preocupação.”

O plano é desenvolver mapas de risco de avulsão para todo o mundo ou regiões vulneráveis, diz Edmonds. “Agora que temos essa métrica, podemos medi-la em rios de todo o mundo.”