Erozija rečnih bregov na Arktiki bi se lahko povečala z odtaljevanjem trajno zamrznjenih tal (Nature News and Views – 9. oktober 2024)

Dethier EN (2024) Arctic riverbank erosion could increase as permafrost thaws. Nature 634, 303-304 – https://doi.org/10.1038/d41586-024-03053-6 – CTK access to document pdf

Prispevek o podrobni analiza reke na Aljaski, ki kaže, da bo globalno segrevanje in odtaljevanje trajno zamrznjenih tal (angl. permafrost) povečalo erozijo rečnih bregov na Arktiki, kar bo imelo posledice za človeško infrastrukturo in okolje.

Slika: a) Geyman et al. (2024) so analizirali satelitske posnetke reke Koyukuk na Aljaski, da bi ocenili erozijo rečnih bregov in migracijo rečne struge z visoko prostorsko (do 30 centimetrov) in časovno (manj kot mesec dni) ločljivostjo. To je avtorjem omogočilo določiti hitrosti migracije (merjene v metrih na leto) na 450-kilometrskem odseku reke Koyukuk, katerega del je prikazan tukaj.
b) Hitrost migracije je močno povezana z ukrivljenostjo reke, saj pri toku vode skozi ovinka matica toka z veliko hitrostjo naleže na zunanji breg dolvodno od vrha ovinka (rdeče in modre puščice predstavljajo hitrost in smer migracije po levem oziroma desnem bregu; črne puščice predstavljajo pričakovani položaj matice toka in ne podatke opazovanj).
Avtorji so ugotovili tudi, da večna zmrzal upočasni migracijo (ni prikazano). Ugotovitve omogočajo vpogled v mehanizme migracije rek in bodo podlaga za napovedi, kako se lahko arktične reke spremenijo v času segrevanja ozračja (prirejeno po sliki 1d iz Geyman et al. (2024))
(vir https://media.nature.com/lw767/magazine-assets/d41586-024-03053-6/d41586-024-03053-6_27700082.png?as=webp).

Geyman EC, Douglas MM, Avouac JP et al. (2024) Permafrost slows Arctic riverbank erosion. Nature 634, 359–365 – https://doi.org/10.1038/s41586-024-07978-w – CTK access to document pdf

Abstract (povzetek):

Hitrost rečne migracije vpliva na stabilnost arktične infrastrukture in skupnosti ter uravnava tokove ogljika, hranilnih snovi in sedimentov v arktične oceane. Vendar so doslej napovedovanje, kako se bo hitrost selitve rek spreminjala v segrevajoči se Arktiki, ovirala nasprotujoča si opažanja o tem, ali trajno zamrznjena tla (permafrost) predvsem upočasnjujejo ali pospešujejo selitev rek. V tem prispevku razvijamo nove računalniške metode, ki omogočajo zaznavanje erozije rečnih bregov na dolžini 5-10-krat manjši od velikosti piksla na satelitskih posnetkih, kar je inovacija, ki omogoča količinsko opredelitev erozije na podmesečni časovni skali, ko reke doživljajo največje spremembe v temperaturi vode in pretoku. S temi opazovanji z visoko frekvenco omejujemo obseg, v katerem erozijo omejuje toplotni pogoj taljenja poroznega ledu, ki utrjuje obrežne sedimente, ki bo izginil, ko se bodo trajno zamrznjena tla odtajala, v primerjavi z mehanskim pogojem zadostnega pretoka za prenos sedimentov, ki sestavljajo rečne bregove, kar je pogoj, ki ga imajo vse reke. Analiza podatkov visoke ločljivosti iz reke Koyukuk na Aljaski je pokazala, da prisotnost permafrosta zmanjša stopnjo erozije za 47 %. Na podlagi naših opazovanj umerjamo in potrjujemo numerični model, ki se lahko uporablja za različne arktične reke. Model napoveduje, da lahko popolno odmrzovanje trajno zamrznjenih tal povzroči 30-100-odstotno povečanje migracije arktičnih rek.

URL: https://www.nature.com/articles/d41586-024-03053-6