Простая топография каналов аридных зон представляет интересный парадокс

Интенсивные ливни вызывают сложные изменения ландшафта в пустынях, особенно в сухих руслах, которые формируются внезапными паводками. Парадоксально, но такие пустынные водотоки имеют удивительно простую топографию с гладкой, прямой и симметричной формой, что до сих пор не находило объяснения.

Этот парадокс разрешен в новом исследовании, проведенном Майклом Сингером и Катериной Михаэлидес, научными сотрудниками Института исследования Земли Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Ученые показали, что простая топография в каналах аридных зон поддерживается сложным взаимодействием ливней, формируемых ими потоков в русле и частиц осадка на дне. Их выводы опубликованы сегодня в журнале Geology.

Пустынные водотоки текут только во время редких, но интенсивных дождей, и при этом вода заполняет лишь части русла, делая поток нерегулярным и прерывистым. Один ливень может размыть осадок на одном участке, а другой — переместить его в другой области.

Сингер и Михаэлидес использовали данные, собранные в русле Рамбла-де-Ногальте на юго-востоке Испании, для моделирования этих переменных. Их наблюдения показывают, что ширина канала и размер зерен осадка (от песка до гравия) колеблются вниз по течению. «Существует обратная связь между этой колеблющейся шириной и колеблющимся размером зерна», — пояснил Сингер.

Исследователи также смоделировали экстремальные потоки, чтобы определить объем, необходимый для полного преобразования русла. Они выявили пороговое значение, которое сглаживает весь канал. «Это действительно значимый порог, который говорит нам о величине паводка, необходимого для преобразования русла», — отметил Сингер.

«Полузасушливые и аридные речные системы чрезвычайно важны для населения, живущего вокруг них», — заключил Сингер, подчеркнув, что забор воды для ирригации и других целей может влиять на пространственное распределение потоков и, следовательно, на процессы формирования топографии русла.