Rivières agitées

Lorsque la pluie tombe sur un paysage et s'accumule d'abord dans des ruisselets qui se rassemblent ensuite pour former un ruisseau, les chercheurs appellent ce morceau de paysage un bassin versant. Si deux bassins versants sont séparés par le sommet d'une montagne et que le terrain présente des pentes plus ou moins fortes de chaque c?té, le sol s'érode plus rapidement d'un c?té de la ligne de partage des eaux que de l'autre. Il en résulte un déséquilibre entre les deux bassins versants. Au fil du temps, l'eau érode un c?té de la montagne plus rapidement que l'autre, de sorte qu'un bassin versant se déplace vers l'autre jusqu'à ce que les deux soient en équilibre.

Avec la nouvelle méthode de calcul, qui tient compte de caractéristiques telles que la géométrie des cours d'eau et leur altitude au-dessus de la mer, Willett et ses collègues ont étudié trois grands systèmes fluviaux et les paysages qui les entourent : sur le plateau de l?ss en Chine, dans la cha?ne centrale orientale de Ta?wan et dans le sud-est des ?tats-Unis. Sur le plateau de l?ss, stable du point de vue tectonique, le réseau fluvial a atteint un état presque équilibré, tandis que dans la cha?ne centrale de Ta?wan, relativement jeune du point de vue géologique, il existe encore un degré élevé de déséquilibre. Par conséquent, les cours d'eau y sont en constante évolution, bien que lentement. Gr?ce à leurs calculs, les chercheurs peuvent également prédire dans quelle direction les frontières entre les différents bassins versants vont se déplacer.

Paysages dynamiques et diversité des espèces biodiversité

Les résultats obtenus dans le sud-est des ?tats-Unis étaient particulièrement inattendus : bien que la région ait été relativement stable depuis des centaines de millions d'années - c'est-à-dire qu'elle n'a pas été modifiée par la tectonique des plaques ou les tremblements de terre - les systèmes fluviaux y sont également en déséquilibre et en mouvement. Les chercheurs peuvent déduire du degré de déséquilibre entre les bassins versants de deux rivières en Géorgie et en Caroline du Sud que la rivière Savannah puise dans des bras latéraux de la rivière Apalachicola. Les scientifiques avaient déjà trouvé des signes indiquant que cela se produisait effectivement, ce que la nouvelle étude vient de confirmer. De tels événements jouent surtout un r?le dans l'évolution des animaux et des plantes vivant dans l'eau. Les modifications du paysage peuvent séparer ou rassembler des populations, de sorte que les pools génétiques évoluent séparément ou se mélangent à nouveau.

Les rivières ne sont pas seulement elles-mêmes un écosystème, elles forment aussi une frontière naturelle entre différents écosystèmes. La dynamique des cours d'eau et la diversité des espèces biodiversité sont donc directement liées. Plus un paysage se modifie - et les rivières sont une force motrice derrière de tels changements - plus la composition des espèces présentes dans cette région a tendance à changer. Ainsi, la grande diversité des espèces biodiversité du sud-est des ?tats-Unis, considéré comme un point chaud de la biodiversité dans le monde entier, est probablement liée à la transformation des systèmes fluviaux qui s'y trouvent.

Déchiffrer l'histoire de la formation

"Jusqu'à présent, les scientifiques pensaient qu'il fallait entre un et plusieurs dizaines de millions d'années pour qu'un système fluvial atteigne l'équilibre", explique Willett. Si l'on considère le sud-est des ?tats-Unis, où il ne s'est pratiquement rien passé sur le plan tectonique depuis près de 200 millions d'années et où les systèmes fluviaux sont encore loin d'être équilibrés, il faut plut?t compter plusieurs centaines de millions d'années, selon lui. "Comme le paysage change au cours de cette période en raison de la tectonique, des tremblements de terre et des éruptions volcaniques, les systèmes fluviaux n'atteignent probablement jamais un équilibre stable".

A l'aide de leur méthode de calcul, Willett et ses collègues veulent maintenant étudier d'autres systèmes fluviaux de la Terre et comprendre leur dynamique. Il s'agit notamment d'étudier l'influence des différentes activités tectoniques et des différentes conditions climatiques, explique Willett. La nouvelle méthode de calcul est un outil précieux pour comprendre comment le paysage s'est formé au cours des millions d'années et pour déchiffrer l'histoire de sa formation à partir de l'instantané des paysages actuels.

Vidéo du MIT News (en anglais) :