Paesaggi montani: evolvono con l’effetto della pioggia

«Questa nuova frontiera della modellazione dell'evoluzione del paesaggio sta anche gettando nuova luce sui processi vulcanici. Con le nostre tecniche all'avanguardia, saremo anche in grado di capire meglio come fiumi e vulcani si sono influenzati a vicenda in passato».
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Una tecnica innovativa che cattura con precisione il modo in cui le montagne si piegano alla volontà delle gocce di pioggia ha contribuito a risolvere un enigma scientifico di lunga data. (Immagine: tramite pixabay CC0 1.0)

L’effetto drammatico della pioggia sull’evoluzione dei paesaggi montani è ampiamente dibattuto tra i geologi. Tuttavia ci sono nuove ricerche condotte dall’Università di Bristol e pubblicate su Science Advances. Queste sono in grado di calcolare con chiarezza l’impatto delle piogge. Ciò favorisce la nostra comprensione di come le cime e le valli si sono sviluppate nel corso di milioni di anni.

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Il Dottor Byron Adams sui terreni ripidi del Grande Himalaya, nel Bhutan centrale. Secondo autore (Immagine: Professor Kelin Whipple)

Paesaggi montani scelti: l’Himalaya

I suoi risultati si sono concentrati sulla più imponente delle catene montuose: l’Himalaya. Questi aprono dunque anche la strada alla previsione del possibile impatto del cambiamento climatico sul paesaggio e, a sua volta, sulla vita umana. L’autore principale Dr. Byron Adams, della Royal Society Dorothy Hodgkin Fellow presso il Cabot Institute for the Environment dell’università, ha detto:

Può sembrare intuitivo che una maggiore quantità di pioggia possa modellare i paesaggi montani facendo in modo che i fiumi si trasformino in rocce più velocemente. Ma gli scienziati hanno anche creduto che la pioggia possa erodere un paesaggio abbastanza velocemente da «succhiare» le rocce dalla terra, tirando le montagne su molto velocemente.

Entrambe queste teorie sono state dibattute per decenni perché le misurazioni necessarie per dimostrarle sono così scrupolosamente complicate. Questo è ciò che rende questa scoperta così emozionante, poiché sostiene fortemente l’idea che i processi atmosferici e quelli della terra solida sono intimamente connessi.

Certo, i modelli scientifici per spiegare come funziona la Terra non mancano. Tuttavia, la sfida maggiore può essere quella di effettuare osservazioni abbastanza buone per testare quelli più accurati. Lo studio si è basato sull’Himalaya centrale e orientale del Bhutan e del Nepal. Questa regione del mondo è diventata infatti uno dei paesaggi montani più campionati per gli studi sul tasso di erosione.

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Guardando a monte all’interno di un affluente del Wang Chu, nel Bhutan sudoccidentale. (Immagine: Dr. Byron Adams)

Orologi cosmici in granelli di sabbia

Il Dr. Adams ha lavorato insieme a collaboratori delle università statali di Luisiana e Arizona. Hanno utilizzato orologi cosmici all’interno di granelli di sabbia. IL fine è di misurare la velocità con cui i fiumi erodono le rocce sottostanti. Il Dr. Adams ha detto:

Quando una particella cosmica proveniente dallo spazio raggiunge la Terra, è probabile che colpisca i granelli di sabbia sui pendii delle colline mentre vengono trasportati verso i fiumi. Quando ciò accade, alcuni atomi all’interno di ogni granello di sabbia possono trasformarsi in un elemento raro. Contando quanti atomi di questo elemento sono presenti in un sacco di sabbia, possiamo calcolare da quanto tempo la sabbia è lì, e quindi quanto velocemente il paesaggio si è eroso.

Una volta che abbiamo i tassi di erosione da tutta la catena montuosa, possiamo confrontarli con le variazioni della pendenza del fiume e delle precipitazioni. Tuttavia, tale confronto è estremamente problematico perché ogni punto di dati è molto difficile da produrre e l’interpretazione statistica di tutti i dati insieme è complicata.

Sfida superata

Il dottor Adams ha superato questa sfida. Ha combinato tecniche di regressione con modelli numerici di come i fiumi si erodono, dicendo:

Abbiamo testato un’ampia varietà di modelli numerici per riprodurre l’andamento del tasso di erosione osservato in Bhutan e Nepal. In definitiva, solo un modello è stato in grado di prevedere con precisione i tassi di erosione misurati. Questo modello ci consente per la prima volta di quantificare come le precipitazioni influiscono sui tassi di erosione in terreni accidentati.

Il collaboratore di ricerca, il professor Kelin Whipple, professore di geologia all’ASU, ha dichiarato:

I nostri risultati mostrano quanto sia critico tenere conto delle precipitazioni quando si valutano i modelli di attività tettonica usando la topografia e forniscono anche un passo avanti essenziale nell’affrontare quanto il tasso di scivolamento sui difetti tettonici possa essere controllato dall’erosione guidata dal clima in superficie.

I risultati dello studio hanno anche importanti implicazioni per la gestione dell’uso del suolo, la manutenzione delle infrastrutture e i pericoli dell’Himalaya. Nell’Himalaya, c’è il rischio sempre presente che alti tassi di erosione possano aumentare drasticamente la sedimentazione dietro le dighe, mettendo a rischio progetti idroelettrici critici.

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Il Ta Dzong che si affaccia sulla valle del Paro, nel Bhutan occidentale. (Immagine: Dr. Byron Adams)

Rischi di colate detritiche e frane

I risultati suggeriscono anche che una maggiore piovosità può minare i pendii collinari. Aumenta infatti il rischio di colate detritiche o frane. Alcune di esse possono essere abbastanza grandi da arginare il fiume creando un nuovo pericolo – le inondazioni del lago. Ha aggiunto il Dr. Adams:

I nostri dati e le nostre analisi forniscono uno strumento efficace per stimare i modelli di erosione nei paesaggi montani come l’Himalaya, e quindi, possono fornire una visione inestimabile dei pericoli che influenzano le centinaia di milioni di persone che vivono all’interno e ai piedi di queste montagne.

La ricerca è stata finanziata dalla Royal Society, dal Natural Environmental Research Council (NERC) del Regno Unito e dalla National Science Foundation (NSF) degli Stati Uniti. Sulla base di questa ricerca, il dottor Adams sta attualmente esplorando come reagiscono i paesaggi dopo le grandi eruzioni vulcaniche. Il Dr. Adams ha detto:

Questa nuova frontiera della modellazione dell’evoluzione del paesaggio sta anche gettando nuova luce sui processi vulcanici. Con le nostre tecniche all’avanguardia per misurare i tassi di erosione e le proprietà delle rocce, saremo in grado di capire meglio come fiumi e vulcani si sono influenzati a vicenda in passato. Questo ci aiuterà ad anticipare con maggiore precisione ciò che probabilmente accadrà dopo future eruzioni vulcaniche e a gestire le conseguenze per le comunità che vivono nelle vicinanze.

[Nota: i materiali possono essere modificati per contenuto e lunghezza.]

Fornito da Università di Bristol e tradotto da Monica Padoan

Articolo in inglese: https://visiontimes.com/2020/10/25/ground-breaking-discovery-proves-rain-can-move-mountains.html