Flussi irrequieti

Quando la pioggia cade su un paesaggio e si raccoglie prima in rivoli, che poi si uniscono per formare un torrente, i ricercatori chiamano questo pezzo di paesaggio uno spartiacque. Se due bacini idrografici sono separati da una collina e il terreno su entrambi i lati ha pendenze diverse, il suolo su un lato dello spartiacque si erode più velocemente rispetto all'altro. Questo crea uno squilibrio tra i due bacini idrografici. Con il tempo, l'acqua erode un lato della montagna più velocemente dell'altro, in modo che uno spartiacque si sposti verso l'altro fino a quando entrambi non saranno in equilibrio.

Utilizzando il nuovo metodo di calcolo, che tiene conto di caratteristiche quali la geometria dei corsi d'acqua e la loro altitudine sul livello del mare, Willett e i suoi colleghi hanno studiato tre grandi sistemi fluviali e i paesaggi circostanti: nell'altopiano del Loess in Cina, nella catena centrale orientale di Taiwan e nel sud-est degli Stati Uniti. Nell'Altopiano del Loess, stabile dal punto di vista tettonico, la rete fluviale ha raggiunto uno stato quasi equilibrato, mentre nella relativamente giovane catena montuosa di Taiwan c'è ancora un alto grado di squilibrio. Di conseguenza, i corsi fluviali sono in costante - anche se lento - cambiamento. Sulla base dei loro calcoli, i ricercatori possono anche prevedere la direzione in cui si sposteranno i confini tra i vari bacini idrografici.

Paesaggi dinamici e diversità delle specie

I risultati nel sud-est degli Stati Uniti sono stati particolarmente inaspettati: sebbene la regione sia relativamente stabile da centinaia di milioni di anni - cioè non è stata alterata dalla tettonica a placche o da terremoti - i sistemi fluviali sono anche squilibrati e in movimento. Dal grado di squilibrio tra i bacini idrografici di due fiumi della Georgia e della Carolina del Sud, i ricercatori possono dedurre che il fiume Savannah si immette negli affluenti del fiume Apalachicola. Gli scienziati hanno già trovato prove che questo accade effettivamente, come ora confermato dal nuovo studio. Tali eventi hanno un ruolo nell'evoluzione degli animali e delle piante acquatiche in particolare. I cambiamenti nel paesaggio possono separare o unire le popolazioni in modo che i pool genetici si sviluppino separatamente o si mescolino di nuovo.

I fiumi non sono solo ecosistemi, ma costituiscono anche un confine naturale tra ecosistemi diversi. Le dinamiche dei corsi d'acqua e la diversità delle specie sono quindi direttamente correlate. Più un paesaggio cambia - e i fiumi sono una forza trainante di tali cambiamenti - più è probabile che la composizione delle specie presenti in quell'area cambi. Ad esempio, la grande biodiversità del sud-est degli Stati Uniti, considerato un hotspot di biodiversità globale, è probabilmente dovuta anche al fatto che i sistemi fluviali di quell'area stanno cambiando.

Svelare la storia dello sviluppo

"Finora gli scienziati pensavano che un sistema fluviale impiegasse da uno a decine di milioni di anni per raggiungere l'equilibrio", spiega Willett. Se si guarda al sud-est degli Stati Uniti, dove non è successo quasi nulla a livello tettonico per quasi 200 milioni di anni e dove i sistemi fluviali sono ancora lontani dall'essere in equilibrio, si dovrebbero ipotizzare diverse centinaia di milioni di anni. "Poiché il paesaggio cambia durante questo periodo a causa della tettonica, dei terremoti e delle eruzioni vulcaniche, i sistemi fluviali probabilmente non raggiungono mai un equilibrio stabile".

Utilizzando il loro metodo di calcolo, Willett e i suoi colleghi vogliono ora studiare altri sistemi fluviali sulla Terra e andare a fondo delle loro dinamiche. In particolare, occorre approfondire l'influenza delle diverse attività tettoniche e delle diverse condizioni climatiche, afferma Willett. Il nuovo metodo di calcolo è uno strumento prezioso per comprendere come il paesaggio si sia modellato nel corso di milioni di anni e per decifrare la sua storia dall'istantanea dei paesaggi odierni.

Video del notiziario del MIT (inglese):