Havstandsstigning på grund af klimaændringer er klar til at ændre den måde, som floder naturligt kortlægger deres vej til kystlinjen. Arten af denne ændring vil afhænge af både hastigheden af havniveaustigningen og sedimentbelastningen, som floden bærer, ifølge nye modeller fra C altech-forskere og deres kolleger.
Periodisk vil en flod ændre sin kurs mod havet og danne en ny vej gennem en proces kaldet flodavulsion. Floder er en naturlig del af en flods liv og er ansvarlige for at bygge nyt land og nære vådområdeøkosystemer med vand, næringsstoffer og sediment. Imidlertid er floder også katastrofale naturfarer. De var ansvarlige for nogle af de dødeligste oversvømmelser i menneskehedens historie, herunder oversvømmelserne i Den Gule Flod i 1887 og oversvømmelserne i Kina i 1931, som tilsammen krævede anslået seks millioner menneskeliv. På nogle floder, som Mississippi, har ingeniører bygget bypass-kanaler og diger for at imødegå farerne ved flodsvind.
"En flodvandling er en katastrofal oversvømmelse, der også er afgørende for at opretholde kystland," siger Austin Chadwick, hovedforfatter til et papir om den nye model, der blev offentliggjort af Proceedings of the National Academy of Sciences den 13. juli "Men spørgsmålet er: hvordan vil stigning i havniveauet påvirke disse katastrofale oversvømmelser?" Chadwick arbejdede på denne forskning som doktorand ved C altech med professor i geologi Michael Lamb og Vamsi Ganti fra UC Santa Barbara.
Havniveauet har generelt været stigende siden begyndelsen af det 20. århundrede og i et accelererende tempo. I 2014 forudsagde det mellemstatslige panel om klimaændringer (IPCC), at havniveauet kunne krybe så meget som tre fod ved udgangen af dette århundrede. Jordforskere har haft en løbende debat om, hvordan dette kan påvirke flodudslip på deltaer, de frugtbare landskaber, der er skabt, hvor en flod møder et hav eller en sø - et kritisk spørgsmål, i betragtning af at deltalandskaber huser omkring 10 procent af den menneskelige befolkning.
"Avulsions er flodernes jordskælv," siger Lamb. "De er pludselige og til tider katastrofale naturbegivenheder, der opstår med statistisk regelmæssighed, og som flytter retningen af store floder. Vi forsøger at forstå, hvor og hvornår de næste udsivninger vil finde sted." Lamb, Chadwick og Ganti kombinerede teori, numerisk modellering og feltobservationer for at forklare, hvor ofte floder vil forekomme, og hvordan deres hyppighed ville reagere på et skiftende klima.
De fandt ud af, at forekomsten af fremtidige afulsioner hovedsageligt afhænger af to faktorer: hastigheden af havniveaustigningen og mængden af silt og sand, som en flod transporterer.
På de fleste deltaer, inklusive Mississippi-flodens delta, forventes en stigning i havniveauet at forårsage hyppigere katastrofale floder. Dette skyldes, at når havniveauet stiger, reagerer floder ved at afsætte mere af deres sediment i kanalen, hvilket hæver flodlejet i forhold til nabolandet, hvilket gør floden ustabil. Til sidst vil et digebrud tvinge floden til at finde en kortere og stejlere vej til havet. Hyppigere udslyngninger kan oversvømme kystsamfund som New Orleans, Louisiana, der allerede er sårbare over for oversvømmelse ved havniveaustigning.
Havniveaustigning kan ikke kun påvirke, hvornår, men også hvor, fremtidige flodudslip forekommer. "Hvis havniveauet stiger hurtigere, end floder kan afsætte sediment, så vil zonen for aflejring og udvinding skifte opstrøms, hvilket introducerer nye udvindingsfarer for opstrøms samfund," siger Chadwick. I et sådant scenarie kan eksisterende flodforv altningsinfrastruktur (dæmninger og diger) blive forældet, og kostbare bestræbelser på at afbøde udslyngningen vil skulle flytte opstrøms.
Chadwick, Lamb og Ganti håber, at dette arbejde kan hjælpe med at guide flodforv altningen på tætbefolkede deltaer og tilbyde dem en ramme til at beregne, hvad de kan forvente i løbet af de kommende årtier.
