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Apr 27, 2024

Inundações hiperconcentradas causam transporte extremo de cascalho através dos rios arenosos das Planícies Gangéticas

Comunicações Terra e Meio Ambiente volume 4, Número do artigo: 297 (2023) Citar este artigo 541 Acessos 15 Detalhes de métricas altmétricas As Planícies Gangéticas compreendem canais íngremes de rios de cascalho que

Communications Earth & Environment volume 4, Artigo número: 297 (2023) Citar este artigo

541 Acessos

15 Altmétrico

Detalhes das métricas

As Planícies Gangéticas compreendem canais íngremes de rios de cascalho que fazem a transição para canais arenosos de baixo gradiente 10-40 km a jusante da frente da montanha. Esta “transição cascalho-areia” é caracterizada por uma queda abrupta de mais de uma ordem de grandeza no gradiente e no tamanho dos grãos do sedimento, sugerindo um grau de estabilidade a longo prazo. A transição de areia no Grupo Siwalik do Mioceno demonstra o transporte intermitente de cascalhos grossos dezenas de quilômetros a jusante da transição; tais eventos em canais contemporâneos levariam a avulsão(ões) do canal e aumentariam o risco de inundação, devastando comunidades nas planícies. Combinamos a análise sedimentológica de Siwalik depósitos com cálculos de arrastamento que demonstram que a hiperconcentração é necessária para transportar carga grosseira sobre planícies de baixo gradiente. As condições de transporte são alcançáveis ​​quando a intensa precipitação de monções (um evento de 200 a 1000 anos) é combinada com o aumento das concentrações de sedimentos suspensos nos canais. Clima previsto a mudança e a sismicidade contínua aumentam a probabilidade de tais eventos extremos neste século.

O grande sistema fluvial do Himalaia das Planícies Gangéticas (Fig. 1) sustenta 10% da população mundial e é o lar de algumas das comunidades mais pobres e densamente povoadas do mundo. Caracterizadas por um clima favorável, solos férteis e abundante abastecimento de água, as Planícies Gangéticas são vistas como o “cesto de pão” do Sul da Ásia, proporcionando segurança alimentar e de subsistência para centenas de milhões de seus habitantes1,2. também a fonte de inundações devastadoras.Em 2008, um único evento de avulsão ao longo do rio Kosi, no leste do Nepal, ceifou a vida a quase 500 pessoas e deslocou permanentemente mais de um milhão de indivíduos3,4,5.

uma Geologia da Cordilheira do Himalaia com falhas principais acompanhantes (MFT - Impulso Frontal Principal, MBT - Impulso do Limite Principal, MCT - Impulso Central Principal, STDS - Sistema de Destacamento do Tibete do Sul, ISMZ - Zona Indus-Tsangpo Melange) e os principais rios de as Planícies Gangéticas digitalizadas e colocadas em um modelo de elevação digital da Shuttle Radar Topography Mission de 90 m71,75,76, com acompanhamento de seção transversal geológica. A seção transversal geológica foi adaptada da ref. 77. b Geologia do anticlinal de Mohand/região de Dehradun e dos principais rios (Yamuna e Ganga) que drenam o oeste do Himalaia. Apenas o arenito Middle Siwaliks e o conglomerado Upper Siwalik estão expostos ao longo do Anticlinal Mohand. Os dados de registro sedimentar de Siwalik publicados usados ​​no estudo (MS — Mohand Seção 71, KS — Seção de Karnali 63, SK — Surai Khola Seção 63) e os dados de registro sedimentar de Siwalik coletados neste estudo (* CS — Seção de Chakrata) são marcados por linhas roxas. A linha tracejada vermelha representa dados publicados sobre a posição atual do GST nas Planícies Gangéticas7,53. As estrelas brancas representam a localização aproximada do mega-leque do Holoceno Kosi8. Os dados de paleofluxo do Conglomerado Superior Siwalik são da ref. 71, e sugere que os rios que depositaram a estratigrafia de Siwalik registrada neste estudo (*CS) fluíram na mesma direção que os rios que atualmente ocupam as Planícies Gangéticas (fluindo predominantemente para o sul).

Nas Planícies Gangéticas, a transição cascalho-areia (GST) representa o limite a jusante da carga grossa do leito. Está localizado 10-40 km a jusante da frente da montanha e define um limite geomórfico abrupto marcado por uma redução de dez vezes a jusante no gradiente do canal6,7. Não há evidências de que inundações históricas (isto é, que ocorreram nos últimos 101-102 anos) tenham transportado cascalho para além do GST, quer em depósitos jovens em terraços, quer em canais fluviais modernos. No entanto, depósitos de cascalho grosso foram observados em núcleos do Holoceno do megafan Kosi (Fig. 1), onde furos localizados 30-40 km ao sul do GST moderno registram deposição intermitente de cascalho8. O transporte e deposição de cascalhos grossos em canais arenosos de baixo gradiente causaria alterações a longo prazo na morfologia dos canais e reduziria a capacidade de transporte, aumentando o risco de inundação da planície de inundação e avulsão do canal (por exemplo, ref. 9).