Perché i fiumi non si raddrizzano nel corso del tempo?

L’acqua scorre a valle e, nel farlo, segue il percorso con meno resistenza. Il flusso di un fiume può scolpire nel tempo il proprio corso attraverso le montagne nel perseguire la sua traiettoria verso il basso. Pertanto, il loro diventare spesso più lunghi e tortuosi nel corso del tempo, anziché raddrizzarsi, appare illogico.

Tuttavia, secondo Juez, il fatto che i fiumi debbano seguire un corso dritto dai versanti collinari fino alle zone pianeggianti è una convinzione errata. I fiumi sviluppano anse e meandri, aumentando la resistenza e riducendo i gradienti del canale, per gestire la loro energia idrica quando attraversano le pianure alluvionali.

«La geometria di queste ultime riduce al minimo il dispendio energetico a ogni sezione fluviale. Si pensi a quando scendiamo lungo il pendio di una montagna: potremmo andare dritti, ma camminare a zigzag richiede uno sforzo inferiore», spiega Juez. Quando un fiume scorre, trasporta con sé sedimenti, erodendo alcuni argini e rinforzandone altri.

«Gli unici fiumi con una geometria uniforme e regolare sono creati dagli uomini. Si tratta di fiumi che sono stati incanalati per la costruzione di infrastrutture civili, quali la protezione dalle alluvioni, o per ricavare terreni agricoli», riassume Juez.Nello specifico, allora, cosa determina la forma di un fiume e in che misura quest’ultima può cambiare nel corso del tempo? Il corso di un fiume è principalmente influenzato da due fattori chiave noti come «regimi»: il flusso e i sedimenti.

Il regime del flusso riguarda il tasso e le tempistiche del flusso idrico, influenzati da variabili climatiche quali precipitazioni e temperatura atmosferica. D’altra parte, anche la quantità, il tipo e le tempistiche del deposito di sedimenti, nonché la topografia locale, condizionano il percorso del fiume, così come l’interazione tra sedimenti e acqua.

Il precedente lavoro condotto da Juez all’interno del progetto SEDILAND, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, ha evidenziato in che misura tali processi dinamici siano sensibili ai cambiamenti nell’uso e nella copertura del suolo.

Esaminando i dati idrologici e sedimentari di un arco di 15 anni provenienti da quattro bacini idrografici dei Pirenei spagnoli con caratteristiche geofisiche simili, l’analisi di Juez ha suggerito che l’uso e la copertura del suolo determinano le scale temporali dei cambiamenti ai regimi sedimentari.

Come inoltre evidenziato dal progetto SEDILAND, i cambiamenti nella copertura e nell’uso del suolo hanno il potere di favorire o ostacolare la resistenza ai cambiamenti climatici, che possono alterare la portata e il deposito di sedimenti.

«I cambiamenti climatici mutano le tempistiche delle precipitazioni stagionali, dello scioglimento delle nevi o dei ghiacciai, causando inondazioni che possono erodere gli argini. Possono inoltre condizionare la produzione di sedimenti: bacini più secchi, azioni termodinamiche più estreme, cambiamenti nei cicli di ghiacciamento e scioglimento sono tutti fattori che alterano il trasporto dei sedimenti nei sistemi fluviali», aggiunge Juez. «Se questi eventi diventeranno più frequenti e prolungati, altereranno la forma e il corso dei fiumi.»

Tuttavia, non si tratta di un processo lineare, poiché anche gli stessi cambiamenti nell’uso del suolo, a volte sotto forma di azioni di mitigazione del clima, possono avere conseguenze impreviste. Ad esempio, uno studio ha riportato che l’espansione forestale lungo un bacino idrico nei Pirenei spagnoli ha bruscamente privato l’alveo dei sedimenti.In precedenza, la morfologia dell’alveo e le caratteristiche del regime sedimentario venivano studiate assieme a sezioni fluviali di svariate lunghezze, con siti selezionati in base ai cambiamenti della copertura del suolo, quali imboschimento o pascolo.

«Considerata la loro specificità al sito, i dati erano limitati. Oggi i velivoli telecomandati, combinati ad algoritmi di apprendimento automatico, possono collegare le cause e le conseguenze dei cambiamenti localizzati dei sistemi fluviali alle alterazioni globali sul lungo termine. Mi aspetto che la modellizzazione probabilistica ci fornisca presto un quadro ancora più accurato e olistico», conclude Juez.

I complessi zigzag di un fiume raccontano dunque la storia del paesaggio circostante e del clima, e di dove il fiume potrebbe incurvarsi in futuro.

Clicca qui per saperne di più sulla ricerca di Juez: Uno studio sui sedimenti rivela gli impatti del cambiamento del suolo sui fiumi