CIENCIAS NATURALES: Geografía

Las matemáticas explican por qué los ríos forman afluentes

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Por primera vez un modelo computacional justifica que algunos cauces fluviales se bifurquen y otros no. El patrón de ramificación está controlado por dos inestabilidades acopladas en el proceso de erosión del suelo. Esta simulación es útil para estudiar paisajes inaccesibles, como los de Titán.

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SINC | 05 diciembre 2012 19:00

<p>Mapa físico de la ramificación de la red de ríos en la meseta de Allegheny (EEUU), con el río Ohio a la izquierda. Imagen: Taylor Perron, MIT</p>

Mapa físico de la ramificación de la red de ríos en la meseta de Allegheny (EEUU), con el río Ohio a la izquierda. Imagen: Taylor Perron, MIT

Un estudio publicado esta semana en Nature propone una teoría matemática para explicar por qué los ríos se ramifican creando afluentes. Los autores muestran que el patrón de ramificación de las redes fluviales está controlado por dos inestabilidades acopladas en el proceso de erosión del suelo.

Taylor Perron, autor principal del trabajo, explica a SINC estas inestabilidades: “Imaginemos una serie de valles de aproximadamente el mismo tamaño, excepto uno que es ligeramente mayor. Este tenderá a crecer más, porque puede recoger más agua y el flujo del río será mayor y erosionará el terreno más rápido. Pero al mismo tiempo el suelo que se mueve hacia abajo por las laderas tiende a llenar el valle y hace que este no crezca”.

“Hemos descubierto un punto de inflexión matemático que determina si ese valle continuará creciendo o si se encogerá al tamaño de sus vecinos. Esa es la primera inestabilidad”, apunta Perron.

El trabajo puede servir para aprender sobre los procesos de erosión en algunos lugares del sistema solar

La segunda se refiere, según el investigador, a qué ocurre si el valle crece: “Hemos encontrado otro punto de inflexión: si el valle se hace más grande, sus laderas serán lo suficientemente largas para desarrollar sus propios cauces que desembocan en el fondo del valle, creándose una red de canales donde antes solo había un cauce principal”.

Hasta ahora no había un modelo matemático

Los geólogos saben desde hace más de un siglo que las redes fluviales se desarrollan con el tiempo, erosionando la superficie terrestre. Sin embargo, “no existía un modelo matemático que explicara por qué algunos valles tienen cauces ramificados mientras que otros solo tienen un canal fluvial”, aclara el autor.

Los investigadores usaron una combinación de escáneres de la topografía con láseres de alta resolución, medidas de isótopos en rocas para medir las tasas de erosión en los últimos miles de años y un modelo de erosión por ordenador para “acelerar el desarrollo de la topografía de cientos de años a unos pocos minutos”, en palabras de Perron.

El autor concluye que conocer cómo están formadas las redes fluviales “puede ayudar a saber más sobre la historia de la Tierra, ya que está escrita en el paisaje”.

Además, añade que también “podemos aprender algo sobre los procesos de erosión de cauces que no podemos visitar en persona, como los de Titán –el satélite de Saturno– y otros lugares del sistema solar”.

Referencia bibliográfica:

J. Taylor Perron, Paul W. Richardson, Ken L. Ferrier & Mathieu Lapotre “The root of branching river networks”. Nature. doi:10.1038/nature11672

Zona geográfica: Norteamérica
Fuente: SINC

Comentarios

  • Pablo |26. diciembre 2012 10:03:05

    No hay duda que la Historia del Planeta Tkierra esta graficada en el paisaje no intervenido por el hombre y aún mas, cuando es la resultante de la intervención del hombre. En el caso que nos señala Taylor Perron, no resulta claro si se analizara la composición del suelo por debajo del cauce y los laterales al cauce, condición obvia para determinar los patrones de comportamiento a la erosión a causa del fluir -y resitencia del suelo- de la fuerza hidrica.

    Responder a este comentario

  • ariadna |11. marzo 2013 10:12:28

    pues ami me parece absurdo esto que sacan porque la tecanologia ya no sabe que hacer

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