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Apr 27, 2024

Le inondazioni iperconcentrate causano un trasporto estremo di ghiaia attraverso i fiumi sabbiosi delle pianure del Gange

Comunicazioni Terra e Ambiente volume 4, Numero articolo: 297 (2023) Cita questo articolo 541 Accessi 15 Dettagli metriche altmetriche Le pianure del Gange comprendono ripidi canali fluviali ghiaiosi che

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Le pianure del Gange comprendono ripidi canali fluviali ghiaiosi che passano a canali sabbiosi a bassa pendenza 10-40 km a valle del fronte montuoso. Questa "transizione ghiaia-sabbia" è caratterizzata da un brusco calo di un ordine di grandezza sia nel gradiente che nella dimensione dei grani del sedimento, suggerendo un grado di stabilità a lungo termine. Tuttavia, la documentazione stratigrafica della ghiaia-sabbia La transizione della sabbia nel Gruppo Siwalik del Miocene dimostra un trasporto intermittente di ghiaie grossolane decine di chilometri a valle della transizione; tali eventi nei canali contemporanei provocherebbero l'avulsione dei canali e aumenterebbero il rischio di inondazioni, devastando le comunità attraverso le pianure. Combiniamo l'analisi sedimentologica di Siwalik depositi con calcoli di trascinamento che dimostrano che è necessaria un'iperconcentrazione per trasportare il carico grossolano su pianure a bassa pendenza. Le condizioni di trasporto sono ottenibili quando intense precipitazioni monsoniche (un evento che dura da 200 a 1000 anni) sono combinate con un aumento delle concentrazioni di sedimenti sospesi nei canali. i cambiamenti e la sismicità in corso aumentano la probabilità che si verifichino eventi così estremi entro questo secolo.

Il grande sistema fluviale himalayano delle pianure del Gange (Fig. 1) sostiene il 10% della popolazione mondiale e ospita alcune delle comunità più povere e densamente popolate del mondo. Caratterizzate da clima favorevole, terreni fertili e abbondanti risorse idriche, le pianure del Gange sono viste come il "cestino del pane" dell'Asia meridionale, poiché forniscono cibo e sicurezza alimentare a centinaia di milioni di abitanti1,2. Tuttavia, molti di questi fiumi sono è anche la causa di inondazioni devastanti: nel 2008, un singolo evento di avulsione lungo il fiume Kosi, nel Nepal orientale, ha causato la morte di quasi 500 persone e lo sfollamento permanente di oltre un milione di individui3,4,5.

a Geologia della catena montuosa dell'Himalaya con le relative faglie principali (MFT—Main Frontal Thrust, MBT—Main Boundary Thrust, MCT—Main Central Thrust, STDS—South Tibetan Detachment System, ISMZ—Indo-Tsangpo Melange Zone) e i principali fiumi dell'Himalaya le pianure del Gange sono state digitalizzate e posizionate su un modello di elevazione digitale della missione radar topografia dello Shuttle da 90 m71,75,76, con la sezione trasversale geologica di accompagnamento. La sezione geologica è stata adattata dal rif. 77. b Geologia dell'anticlinale di Mohand/regione di Dehradun e dei principali fiumi (Yamuna e Ganga) che drenano l'Himalaya occidentale. Solo l'arenaria del Medio Siwalik e il conglomerato dell'Alto Siwalik sono esposti lungo l'anticlinale di Mohand. I dati pubblicati del registro sedimentario di Siwalik utilizzati nello studio (MS—Mohand Sezione71, KS—Karnali Sezione63, SK—Surai Khola Sezione63) e i dati del registro sedimentario di Siwalik raccolti in questo studio (*CS—Sezione Chakrata) sono contrassegnati da linee viola. La linea rossa tratteggiata rappresenta i dati pubblicati sull'attuale posizione della GST nelle pianure del Gange7,53. Le stelle bianche rappresentano la posizione approssimativa del mega-fan core8 dell'Olocene Kosi. I dati del paleoflusso del conglomerato di Siwalik superiore provengono dal rif. 71, e suggerisce che i fiumi che depositarono la stratigrafia di Siwalik registrata in questo studio (*CS) scorrevano nella stessa direzione dei fiumi che attualmente occupano le pianure del Gange (prevalentemente scorrendo verso sud).

Nelle pianure del Gange, la transizione ghiaia-sabbia (GST) rappresenta il limite a valle del carico di fondo grossolano. Si trova 10-40 km a valle del fronte della montagna e definisce un brusco confine geomorfico segnato da una riduzione di dieci volte a valle della pendenza del canale6,7. Non ci sono prove che le inondazioni storiche (cioè avvenute negli ultimi 101-102 anni) abbiano trasportato la ghiaia oltre la GST, né in depositi terrazzati giovani né in canali fluviali moderni. Tuttavia, depositi di ghiaia grossolana sono stati osservati nei nuclei dell'Olocene del megafan di Kosi (Fig. 1), dove i pozzi situati a 30-40 km a sud della moderna GST registrano deposizioni intermittenti di ghiaie8. Il trasporto e la deposizione di ghiaie grossolane nei canali sabbiosi a bassa pendenza causerebbe cambiamenti a lungo termine nella morfologia dei canali e ridurrebbe la capacità di trasporto, aumentando il rischio di inondazione delle pianure alluvionali e di avulsione dei canali (ad es. rif. 9).