Дельты рек с их сложной сетью водных путей, прибрежными барьерными островами, водно-болотными угодьями и устьями рек часто кажутся образованными случайными процессами, но ученые из Калифорнийского университета в Ирвине и других учреждений видят порядок в кажущейся хаос.
Посредством полевых исследований и математического моделирования они пришли к выводу, что дельты «самоорганизуются» для увеличения количества, направления и размера - или разнообразия - путей переноса наносов к береговой линии, повышая их способность противостоять антропогенным воздействиям и природные факторы. Выводы исследовательской группы были опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«С их запутанными каналами, которые многократно расходятся и воссоединяются, прежде чем войти в море, дельты удивительно сложны и разнообразны, что заставляет нас задуматься, не скрывают ли они какой-то более простой порядок», - сказал ведущий автор Алехандро Техедор, научный сотрудник. в Департаменте гражданской и экологической инженерии UCI. «Может ли существовать какая-то общая «цель» со стороны дельт, чтобы поддерживать свое существование, диверсифицируя распространение своих потоков, чтобы построить сушу на пути к океану?»
Исследователи пытались решить эту загадку, применяя статистику и математическое моделирование. Изучив дельты 10 крупных рек по всему миру, они определили вероятность того, что потоки будут разделяться на более мелкие каналы и снова сливаться в местах слияния, обнаружив, что все, кроме одной, дельты Нигера в Африке, демонстрируют высокий «нелокальный показатель энтропии», что означает большую разнообразие путей доставки к морю.
Команда подтвердила эти выводы с помощью численных моделей, продемонстрировав, что даже когда происходят крупные отрывы русел, что приводит к реорганизации сети, потоки имеют тенденцию воссоздавать различные водные пути.
«Приняв концепции из теории информации, мы показали, что ряд дельт из разных сред подчиняются «принципу оптимальности», который предполагает универсальность почти для всех естественных проявлений этих форм рельефа», - сказал Техедор.
Многие дельты мира оказались под угрозой в последние десятилетия из-за повышения уровня моря, местного развития и строительства дамб вверх по течению, которые ограничивают поток наносов.
«Дельты рек занимают всего 1 процент поверхности суши в мире, но в них проживает более полумиллиарда человек, и они являются источником огромного количества продуктов питания и других природных ресурсов», - сказал заслуженный профессор Эфи Фуфула-Джеоргиу. инженера-строителя и инженера-эколога в UCI, руководившего и соавтора исследования PNAS.«Поэтому крайне важно, чтобы мы лучше поняли эти жизненно важные земные ландшафты и то, как человеческие и климатические факторы стресса могут неблагоприятно повлиять на их самоподдержание».