Egyre rövidebb idő alatt mozgatják meg hordalékukat az amerikai folyók

A folyók nemcsak vizet szállítanak. Homokot, iszapot, agyagot, tápanyagokat és más apró részecskéket is folyamatosan mozgatnak, amelyek alakítják a medret, hozzájárulnak a vizes élőhelyek kialakulásához, és az egész folyami ökoszisztéma működésére hatással vannak.

Egy új amerikai kutatás azonban meglepő változást tárt fel. A vizsgált folyók jelentős részében a hordalékszállítás egyre inkább rövid, intenzív időszakokra koncentrálódik. Vagyis nem feltétlenül arról van szó, hogy minden folyó összességében több hordalékot szállít, hanem arról, hogy az éves mennyiség egyre nagyobb része néhány nagy esemény során indul meg.

A kutatók szerint ez a változás az ivóvízellátástól a vízi élővilágon át egészen a víztározókig és más infrastruktúrákig számos területen új kihívást jelenthet.

Közel négy évtized adatait elemezték

A Virginia Tech kutatói 175 amerikai folyó adatait vizsgálták. A hagyományos mintavételezés helyett nagy gyakoriságú zavarossági méréseket és mesterséges intelligencián alapuló modelleket használtak.

Ennek komoly jelentősége van. A folyók hordalékának nagy része ugyanis nem egyenletesen mozog egész évben, hanem elsősorban nagyobb esőzések és áradások idején. Ha a kutatók csak néhány alkalommal vesznek mintát, éppen a legfontosabb események maradhatnak ki.

A kutatócsoport ezért mélytanulási modellek segítségével rekonstruálta a napi hordalékszállítást, így közel négy évtized változásait tudta összehasonlítani.

69 napról 50 napra csökkent az időablak

Az eredmények egyik leglátványosabb száma azt mutatja meg, mennyire megváltozott a hordalék mozgásának időzítése.

1985-ben egy tipikus vizsgált folyónak körülbelül 69 napra volt szüksége ahhoz, hogy elszállítsa éves lebegtetett hordalékmennyiségének 90 százalékát. 2023-ra ugyanez mindössze 50 napra csökkent.

A tudományos tanulmány szerint a 175 vizsgált folyó 33 százalékánál vált időben koncentráltabbá a hordalékszállítás, miközben 28 százalékuknál az éves hordalékmennyiség is növekedett.

Különösen érdekes, hogy mindössze a vizsgálati helyszínek körülbelül 15 százalékánál jelentkezett egyszerre mindkét változás. Ez azt jelenti, hogy egy folyó akár ugyanannyi hordalékot is szállíthat évente, mint korábban, csak sokkal rövidebb és intenzívebb időszakok alatt.

Nem ugyanaz okozza a két változást

A kutatás szerint az éves hordalékmennyiség növekedése és annak időbeli koncentrálódása mögött részben eltérő folyamatok állnak.

A több hordalék szállításának legerősebb előrejelzője a csapadék intenzívebbé válása volt. A nagyobb esőzések erősebb lefolyást okozhatnak, amely több talajt és üledéket képes a folyókba juttatni.

A hordalék egyre rövidebb idő alatt történő elszállításában viszont elsősorban a területhasználat változása bizonyult fontosnak.

Az erdők helyére kerülő utak, háztetők, parkolók és más vízzáró felületek miatt az esővíz sokkal gyorsabban jut el a folyókba. Ahelyett, hogy fokozatosan beszivárogna a talajba, rövid idő alatt nagy mennyiségben érkezhet a mederbe.

A legerősebb változásokat ezért a kutatók a gyorsan urbanizálódó kisebb vízgyűjtőkön figyelték meg.