Η άγνωστη ιστορία των ιζημάτων
Το σχήμα 1 δείχνει τη μεταφορά ιζημάτων που προκαλούν μαζική απώλεια και τη γεωμορφολογική αλλοίωση στην μεγάλη κοίτη του ποταμού. Από: Παρακαλώ αναφέρετε το Ινδικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Γκαντχιναγκάρ, Ινδία.
Η ιστορία των ιζημάτων: Ένα ταξίδι που επηρεάζει τα ποτάμια της Ινδίας και τα γύρω τοπία.
Δύο μελέτες που αφορούσαν ερευνητές του IIT Gandhinagar αποκαλύπτουν ότι οι αλλαγές στην κίνηση των ιζημάτων αναδιαμορφώνουν τα ποτάμια και τα γύρω τοπία της Ινδία.
Κάθε μουσώνα, τα ποτάμια της Ινδίας γίνονται καφέ. Για τους περισσότερους από εμάς, αυτό το χρώμα σημαίνει απλώς λασπωμένο νερό. Αλλά μέσα σε αυτό κρύβεται το υλικό που χτίζει εύφορες πλημμυρικές πεδιάδες, δημιουργεί ποτάμια, νησίδες, θρέφει δέλτα και διαμορφώνει ακόμη και ακτές: τα ιζήματα.
Τα ιζήματα είναι η άμμος, η ιλύς και ο πηλός που μεταφέρουν τα ποτάμια από τα βουνά στη θάλασσα. Χωρίς την κίνηση των ιζημάτων, πολλά από τα τοπία από τα οποία εξαρτόμαστε απλώς δεν θα υπήρχαν. Οι πλημμυρικές πεδιάδες θα έχαναν τη γονιμότητά τους, τα ποτάμια νησιά θα εξαφανίζονταν και τα δέλτα που στηρίζουν εκατομμύρια ανθρώπους θα συρρικνώνονταν σταδιακά.
Σκεφτείτε ένα ποτάμι ως μια γιγάντια μεταφορική ταινία που εκτείνεται από τα βουνά μέχρι την ακτή. Το νερό διατηρεί την ταινία σε κίνηση, ενώ τα ιζήματα είναι το φορτίο που ταξιδεύει σε αυτήν. Κάθε καμπύλη, αμμόλοφος και δέλτα υπάρχει επειδή αυτό το φορτίο ανακτάται συνεχώς, μεταφέρεται κατάντη και εναποτίθεται αλλού. Οι αμμόλοφοι είναι μακριές, στενές κορυφογραμμές άμμου που σχηματίζονται σε ωκεανούς, λίμνες ή ποτάμια όταν το κινούμενο νερό εναποθέτει ιζήματα.
Ωστόσο, αυτό το ταξίδι μεταβάλλεται με απροσδόκητους τρόπους. Μερικές φορές η φύση κατακλύζει το σύστημα με τεράστιες ποσότητες ιζημάτων. Άλλες φορές, οι ανθρώπινες παρεμβάσεις εμποδίζουν τα ιζήματα να φτάσουν στον προορισμό τους. Δύο πρόσφατες μελέτες σε αντιπαραβαλλόμενα τοπία, στις οποίες συμμετείχαν ερευνητές από το Ινδικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Γκαντχιναγκάρ , μία στον ποταμό Βραχμαπούτρα , στα ανατολικά Ιμαλάια και μία άλλη στον ποταμό Γκονταβάρι , στην χερσόνησο της Ινδίας, συζητούν αυτές τις πτυχές. Η κατανόησή τους μπορεί να είναι το κλειδί για τη διαχείριση των πλημμυρών, την προστασία των ακτών και την προετοιμασία των ποταμών της Ινδίας για ένα μεταβαλλόμενο κλίμα.
Στην πρώτη μελέτη συμμετέχουν ερευνητές του IITGN σε συνεργασία με ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Λιντς (Ηνωμένο Βασίλειο), οι οποίοι εξετάζουν τη Σύνταξη των Ανατολικών Ιμαλαΐων στη λεκάνη Βραχμαπούτρα. Αυτή η περιοχή παρουσιάζει μερικούς από τους υψηλότερους ρυθμούς διάβρωσης στα Ιμαλάια, όπου τα χωμάτινα υλικά φθείρονται και μεταφέρονται από φυσικές δυνάμεις όπως το νερό (Σχήμα 1). Τα ευρήματά τους δημοσιεύθηκαν στο Earth Surface Processes and Landforms.
Ένας από τους μεγαλύτερους ποταμούς στον κόσμο, ο Βραχμαπούτρα, πηγάζει από το Θιβετιανό Οροπέδιο και, αφού εισέλθει στα Ιμαλάια, ρέει ως ο Σιάνγκ. Κατάντη του Πασιγκάτ, ο ποταμός υιοθετεί μια πλεγμένη μορφή και ρέει ως ο Βραχμαπούτρα πριν εκβάλει στον Κόλπο της Βεγγάλης. Είναι ένας ποταμός γεμάτος ιζήματα με ετήσιο φορτίο ιζημάτων 500 έως 1000 × 10^6 τόνους/έτος. Σκεφτείτε τον ως περίπου παρόμοιο με το βάρος περίπου 2,5 έως 5 εκατομμυρίων γαλάζιων φαλαινών!
Τις τελευταίες δεκαετίες, η Ανατολική Σύνταξη των Ιμαλαΐων έχει αποτελέσει τον τόπο 4 σημαντικών γεγονότων μαζικής καταστροφής (π.χ., μαζικών κατολισθήσεων): του συμβάντος Yigong του 2000 και των συμβάντων Sendongpu του 2017 , 2018 και 2021. Ενώ η κοιλάδα Sendongpu βρίσκεται εντός της Ανατολικής Σύνταξης, η τοποθεσία Yigong απέχει περίπου 50 χλμ., κατά μήκος του ποταμού Yigong.
«Αναλύσαμε χρόνια δορυφορικών παρατηρήσεων του Βραχμαπούτρα μετά από αυτά τα γεγονότα, παρακολουθώντας τις αλλαγές στη θολότητα του νερού, το υψόμετρο της επιφάνειας του νερού, την έκταση της αμμώδους περιοχής και την έκταση της πλημμύρας, με την καλύτερη χρονική και χωρική ανάλυση που είναι διαθέσιμη μέσω της βάσης δεδομένων του Google Earth Engine. Τα ευρήματα ήταν αξιοσημείωτα. Λεπτά ιζήματα από τα γεγονότα μαζικής απώλειας μπορούσαν να εντοπιστούν έως και περίπου 1000 χλμ. κατάντη, φτάνοντας στο δέλτα», σχολίασε ο Δρ. Abhishek Dixit, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Τμήμα Γεωεπιστημών στο IITGN και πρώτος συγγραφέας αυτής της μελέτης. Κάποιος μπορεί να φανταστεί αυτή τη μεγάλη απόσταση παρόμοια με ένα οδικό ταξίδι μεταξύ Αχμενταμπάντ στο Γκουτζαράτ και Μπαρέιλι στο Ούταρ Πραντές (Ινδία) ή ένα αεροπορικό ταξίδι από το Λονδίνο (Ηνωμένο Βασίλειο) στη Βενετία (Ιταλία)!
Φανταστείτε να ρίχνετε άμμο και βότσαλα σε ένα ρέον ρυάκι. Η άμμος θα ταξιδέψει πιο μακριά με το νερό, ενώ το βότσαλο θα καθιζάνει πολύ πιο γρήγορα. Με παρόμοιο τρόπο, τα πιο χονδρά ιζήματα από τον Βραχμαπούτρα συσσωρεύτηκαν σε απόσταση περίπου 100 χιλιομέτρων από το μέτωπο του βουνού (Σχήμα 2). Αυτή η μορφολογική αλλαγή συνέπεσε με την αυξημένη ανύψωση της επιφάνειας του νερού και τις υψηλές πλημμύρες. Το δεύτερο περιλαμβάνει την κάλυψη της ξηράς από υπερχείλιση νερού. Συγκρίνοντας τα συμβάντα Yigong και Sendongpu, η ομάδα συνειδητοποίησε ότι ο χαρακτήρας ενός συμβάντος καθορίζει την απόκριση του ποταμού. Το πρώτο οδήγησε σε εκτεταμένα αλλά βραχύβια ιζήματα, ενώ το δεύτερο παρήγαγε μια παρατεταμένη αλλά λιγότερο έντονη απόκριση, με τα ιζήματα να συγκρατούνται στις κοιλάδες και να κινητοποιούνται σταδιακά με την πάροδο του χρόνου.
Αυτές οι αλλαγές στα «ιζήματα» έχουν σημασία. Ένα κανάλι μερικώς γεμάτο με ιζήματα μπορεί να έχει λιγότερο χώρο για να φιλοξενήσει την άνοδο του νερού. Νέες αμμώδεις σχισμές μπορεί να εκτρέψουν το ρέον νερό σε διαφορετικές διαδρομές. Η μελέτη διαπίστωσε ότι το τμήμα του Βραχμαπούτρα ακριβώς κατάντη των βουνών παρουσίασε σημαντική αύξηση στην έκταση της πλημμύρας μετά το συμβάν του 2017. Επιπλέον, η έκταση των 100 χλμ. έδειξε αύξηση στην περιοχή των αμμωδών σχισμών μεταξύ 20% και 35%. Τέτοιες πληροφορίες υπογραμμίζουν την ανάγκη ενσωμάτωσης των μετακινήσεων ιζημάτων που προκαλούνται από μαζική σπατάλη στις αξιολογήσεις κινδύνου πλημμυρών και στον σχεδιασμό υδροηλεκτρικής ενέργειας σε τοπία που υπόκεινται ολοένα και περισσότερο σε φυσικές και ανθρωπογενείς πιέσεις.
Οι αλλαγές στην κίνηση των ιζημάτων μπορεί να είναι ένας από τους λόγους πίσω από την τρέχουσα κατάσταση στην ινδική πολιτεία Άσαμ , η οποία αντιμετωπίζει τις χειρότερες πλημμύρες των τελευταίων ετών. Τα ιζήματα είναι πιθανό να αναδιαμορφώσουν τα ποτάμια συστήματα με τρόπους που δεν έχουμε ακόμη μπορέσει να παρατηρήσουμε ή να προβλέψουμε πλήρως. Ο ποταμός Γκονταβάρι φαίνεται να δείχνει μια διαφορετική πλευρά της ιστορίας. Εκτεινόμενος σχεδόν 1.500 χιλιόμετρα στην κεντρική και χερσόνησο της Ινδίας, ο Γκονταβάρι τροφοδοτεί εκατομμύρια ανθρώπους πριν πέσει στον Κόλπο της Βεγγάλης.
Για αιώνες, ο ποταμός μετέφερε τεράστιες ποσότητες ιζημάτων από το οροπέδιο Ντέκαν στο δέλτα του. Κάθε μουσώνα, φρέσκα στρώματα άμμου και λάσπης αναπλήρωναν τις πλημμυρικές πεδιάδες, έθρεφαν τις γεωργικές εκτάσεις και συντηρούσαν το δέλτα. Ωστόσο, αυτή η φυσική αλυσίδα εφοδιασμού έχει διακοπεί από την κατασκευή πάνω από 900 φραγμάτων. Οι ερευνητές του IITGN εξέτασαν τους ρυθμούς ιζηματογένεσης από 48 μεγάλα φράγματα και δεδομένα φορτίου ιζημάτων από 23 σταθμούς μέτρησης σε μια νέα μελέτη (Σχήμα 3). Τα ευρήματά τους δημοσιεύθηκαν στο Anthropocene .
Τα φράγματα αποθηκεύουν νερό για άρδευση, παράγουν υδροηλεκτρική ενέργεια, μειώνουν την ευπάθεια στην ξηρασία και υποστηρίζουν τα αποθέματα πόσιμου νερού. Ωστόσο, αλλάζουν επίσης τον τρόπο λειτουργίας των ποταμών.
Σύμφωνα με τον Δρ. Ντίξιτ, «Τα ευρήματά μας αποκάλυψαν ότι μεταξύ 1969 και 2013, η ποσότητα ιζημάτων που ρέει μέσω του ποταμού σε ένα χρόνο μειώθηκε κατά περίπου 115 εκατομμύρια τόνους, ενώ οι δεξαμενές συσσώρευαν περίπου 101 εκατομμύρια τόνους ετησίως». Με άλλα λόγια, τα ιζήματα που έλειπαν κατάντη ήταν παρόμοια με την ποσότητα που είχε παγιδευτεί πίσω από τα φράγματα.
Φανταστείτε έναν πολυσύχναστο αυτοκινητόδρομο όπου πολλά φορτηγά και μερικά αυτοκίνητα μεταφέρουν προμήθειες από τη μια πόλη στην άλλη. Τώρα φανταστείτε ένα τεράστιο σημείο ελέγχου χτισμένο απέναντι από τον δρόμο. Τα φορτηγά που μεταφέρουν το φορτίο αναγκάζονται να σταματήσουν, ενώ τα αυτοκίνητα συνεχίζουν προς τον προορισμό τους. Τα φράγματα λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο. Το νερό συνεχίζει να ρέει κατάντη, αλλά μεγάλο μέρος του φορτίου του ποταμού, που είναι τα ιζήματα, παγιδεύεται σε δεξαμενές αντί να ολοκληρώσει το ταξίδι του προς τη θάλασσα.
Οι συνέπειες γίνονται πιο ορατές στα δέλτα. Η μελέτη υποδηλώνει ότι η αναπλήρωση των ιζημάτων έχει αποδυναμωθεί δραματικά στο δέλτα, το οποίο διατηρεί μόνο το 20% των εισερχόμενων ιζημάτων. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι παγίδες φραγμάτων θα αναγκάσουν τον ποταμό να συντηρήσει μόνο περίπου τη μισή περιοχή του δέλτα που θα μπορούσε να είχε διατηρηθεί πριν από την κατασκευή του φράγματος. Τμήματα του δέλτα ενδέχεται να γίνουν ολοένα και πιο ευάλωτα σε ζητήματα όπως η διάβρωση και η άνοδος της στάθμης της θάλασσας.
Σύμφωνα με τον καθηγητή Vikrant Jain, «Μελλοντική έρευνα μπορεί να εξετάσει το ενδεχόμενο να διερευνήσει πώς πολλαπλοί παράγοντες, όπως η αλλαγή της χρήσης γης και η άντληση υπόγειων υδάτων, θα μπορούσαν να αλληλεπιδράσουν για να αλλάξουν τη συνδεσιμότητα των ιζημάτων σε διαφορετικές λεκάνες απορροής ποταμών. Επιπλέον, τα ευρήματα από αυτά τα δύο ποτάμια συστήματα δεν μπορούν να γενικευτούν σε όλα τα ποτάμια της Ινδίας, καθένα από τα οποία έχει τα δικά του χαρακτηριστικά». Ο καθηγητής Jain είναι μέλος ΔΕΠ στο Τμήμα Γεωεπιστημών στο IITGN. Είναι επίσης επικεφαλής του εργαστηρίου Ποταμός Γη και Περιβάλλοντος στο Ινστιτούτο.
Και οι δύο αυτές μελέτες, οι οποίες θεωρούν τα ποτάμια ως συστήματα που μεταφέρουν υλικά απαραίτητα για τη διαμόρφωση τοπίων, αποτελούν μια υπενθύμιση ότι τα ιζήματα αποτελούν ένα κρίσιμο κομμάτι του παζλ. «Ενώ αφενός, γεγονότα όπως οι έντονες βροχοπτώσεις μπορεί να αυξήσουν τις πιθανότητες κατολισθήσεων, επηρεάζοντας την παραγωγή και τη μεταφορά ιζημάτων από τα ποτάμια. Από την άλλη πλευρά, οι απαιτήσεις της χώρας για αποθήκευση νερού και υδροηλεκτρική ενέργεια, που έχουν ως αποτέλεσμα την κατασκευή δεξαμενών, έχουν επίσης τη δυνατότητα να αλλάξουν τις οδούς των ιζημάτων με τρόπους που κυματίζουν πολύ κατάντη», συνέχισε ο καθηγητής Jain.
Η κατανόηση αυτών των οδών μπορεί να βοηθήσει στην καθοδήγηση των αξιολογήσεων κινδύνου πλημμύρας και του σχεδιασμού υδροηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και να διαμορφώσει στρατηγικές για την προστασία τοπίων όπως τα δέλτα.
Αυτές οι μελέτες ευθυγραμμίζονται με τις προτεραιότητες της Ινδίας, συμπεριλαμβανομένων στοιχείων της Εθνικής Αποστολής για τη Διατήρηση του Οικοσυστήματος των Ιμαλαΐων , του Εθνικού Σχεδίου Διαχείρισης Καταστροφών και ευρύτερων πρωτοβουλιών διαχείρισης ποταμών. Επίσης, συνάδουν με πτυχές του Πλαισίου Σεντάι των Ηνωμένων Εθνών για τη Μείωση του Κινδύνου Καταστροφών .
Οι ερευνητές αναγνωρίζουν την οικονομική υποστήριξη που παρείχαν στον Δρ. Dixit μέσω του έργου «Major Research and Development Programme in Hydro Climate Extremes» (Μεγάλο Πρόγραμμα Έρευνας και Ανάπτυξης σε Ακραία Υδροκλιματικά Φαινόμενα), το οποίο χρηματοδοτείται από το Υπουργείο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Ινδίας, και του έργου Building Resilience to South Asian Water Challenges Through Investment in Tomorrow's Talent (BRAINSTORM) στο πλαίσιο του Διεθνούς Ταμείου Στρατηγικής του Πανεπιστημίου του Λιντς.
Αυτή η ιστορία καλύπτει δύο ερευνητικές εργασίες. Εκτός από την Δρ. Abhishek Dixit και τον Καθηγητή Vikrant Jain, η πρώτη εργασία περιλαμβάνει τον Δρ. Christopher D. Stringer και τους Καθηγητές Mark Smith και Duncan J. Quincey από τη Σχολή Γεωγραφίας του Πανεπιστημίου του Leeds, και η δεύτερη εργασία περιλαμβάνει τον Καθηγητή SK Tandon, Επισκέπτη Καθηγητή από το Τμήμα Γεωεπιστημών στο IITGN και Ομότιμο Καθηγητή Γεωλογίας στο Πανεπιστήμιο του Δελχί.
Αυτή η ιστορία γράφτηκε από την Δρ. Apeksha Srivastava, Επιστημονική συγγραφέα, IIT Gandhinagar
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/esp.70297
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2213305426000275
https://www.eurekalert.org/news-releases/1139257
