Живая извилистая река создана в лаборатории

Кристиан Браудрик из Калифорнийского университета в Беркли и его коллеги успешно создали и поддерживали в лаборатории масштабную модель живой извилистой реки с галечным дном. Их работа демонстрирует ключевую роль растительности для укрепления берегов и, что неожиданно, важность песка для жизни здоровой меандрирующей реки.

Значение растительности для замедления эрозии давно известно, но впервые научно продемонстрировано, что она является критическим компонентом именно для меандрирования. Песок же обычно избегают в проектах по восстановлению рек, так как он может нарушать нерест лосося. Однако исследователи показали, что песок незаменим для формирования пойменных грив и перекрытия отчленяющихся проток, которые могут отводить воду, ухудшая состояние водотока.

Эта модель впервые воспроизвела хрупкий баланс компонентов поймы: гравия (песка), тонких осадков, растительности и воды. В результате ручей "ожил" и вел себя так же, как его здоровые природные аналоги, но в 50–100 раз меньшего размера и в масштабе часов, а не лет. За 130 часов модель реки размером 6×17 метров размывала берега и наращивала пойменные гривы, перемещая песок и гравий так, как части реки Миссисипи делают это за 5–7 лет.

В природе такое поведение не только создает эстетичные излучины, но и дает, по словам геолога Браудрика, "больше биологического разнообразия на единицу затрат". Меандрирование характерно для водотоков с умеренным уклоном и создает разнообразные местообитания — как мелководья, так и глубокие плёсы, что поддерживает больше видов, в отличие от более однородных разветвлённых русел.

Восстановление рек — крайне сложная наука, не имеющая готовой формулы. Браудрик и его коллеги надеются прояснить условия устойчивого меандрирования. В модели они использовали окрашенный песок вместо гальки, легкий пластик вместо песка и ростки люцерны вместо глубокоукореняющейся прибрежной растительности вроде тополей или ив.

Исследование, частично финансируемое Национальным научным фондом США (NSF), опубликовано в номере журнала Proceedings of the National Academy of Science от 28 сентября 2009 года.