La grande mancanza di sedimenti: perché i fiumi non possono salvare le zone umide costiere

Una palude salmastra a Barnstable, Massachusetts, mostra segni di erosione e sommersione a causa dell'aumento del livello del mare (2 dicembre 2022). Credito: Erin Peck

Costruire zone umide che stanno affogando sotto gli oceani in aumento rimane una sfida, ma gli scienziati sono ora un passo più vicini all'individuazione di soluzioni.

In mezzo al cambiamento climatico, i grandi progetti di rimozione delle dighe hanno attirato l'attenzione come soluzione alla perdita di zone umide costiere che riducono le inondazioni, filtrano l'acqua e forniscono habitat per la fauna selvatica. Ma in un articolo appena pubblicato su Science, i ricercatori hanno concluso che questa strategia non funzionerà nella maggior parte dei fiumi degli Stati Uniti.

La ragione, secondo loro, è la mancanza di sedimenti. Dei quasi 5.000 fiumi analizzati, quasi tre su quattro non sono in grado di trasportare abbastanza sedimenti per compensare l'aumento del livello del mare nelle aree costiere ad esse collegate. Quasi la metà non raggiunge la quantità di sedimenti necessari almeno dieci volte.

Questo è il primo studio nazionale che esamina quanto sedimenti di bacino idrografico potrebbero essere depositati dai fiumi nelle aree costiere. Fino ad ora, la ricerca si era concentrata su alcuni fiumi molto grandi come il Mississippi e su fiumi ripidi come l'Elwha nello stato di Washington, che non rappresentano la maggior parte degli altri fiumi contigui degli Stati Uniti.

Secondo i ricercatori, la maggior parte degli spartiacque degli Stati Uniti è piccola e non è la principale fonte di accumulo di sedimenti nelle zone umide. Sono su questi piccoli fiumi che esistono la maggior parte delle dighe.

Lo scienziato ricercatore Scott Ensign, Ph.D., del Centro di Ricerca sull'Acqua di Stroud, un'organizzazione non profit che studia corsi d'acqua dolce e fiumi in tutto il mondo, ha guidato lo studio. Ha detto: "L'Elwha è il modello di riferimento per un progetto di rimozione delle dighe che ripristina i sedimenti costieri, e con buon motivo: ha liberato una notevole quantità di sedimenti e sabbia.

"Tuttavia, i fiumi lungo le coste orientali e del Golfo sono meno ripidi rispetto alla costa occidentale, e hanno meno sedimenti che potrebbero potenzialmente raggiungere le zone umide - zone umide più grandi che richiedono più sedimenti per mantenerle al di sopra dell'aumento del livello del mare. Fondamentalmente, i numeri non quadrano."

Christopher Craft, Ph.D., un professore presso l'Università di Indiana che si occupa di ripristino delle zone umide e cambiamenti climatici, ha detto: "L'ampia e completa analisi spaziale condotta dagli autori suggerisce fortemente che l'apporto di sedimenti nella maggior parte degli spartiacque costieri è insufficiente per sostenere le zone umide di marea alzandosi il livello del mare. In altre parole, i sedimenti non le salveranno."

Ensign e i suoi coautori, Joanne Halls dell'Università di North Carolina Wilmington e Erin Peck dell'Università del Massachusetts, hanno utilizzato dati disponibili pubblicamente dall'Ufficio Geologico degli Stati Uniti e dall'Amministrazione Oceanica e Atmosferica Nazionale per modellare l'apporto dei sedimenti del bacino idrografico alle zone umide costiere utilizzando la tecnologia ArcGIS Pro di Esri. Hanno quindi confrontato le loro previsioni con le zone umide di marea negli Stati Uniti con tassi di cambiamento riportati in precedenza.

"In generale, i sedimenti che salvano la maggior parte delle zone umide dal soffocamento non provengono dal fiume a monte. In molti luoghi lungo la costa orientale, rimuovere le dighe non aiuterà. Dobbiamo guardare altrove", ha spiegato Ensign.

James Pizzuto, Ph.D., un professore di scienze geologiche specializzato in scienze fluviali presso l'Università del Delaware, ha detto che i ricercatori hanno affrontato in modo intelligente un problema complesso. "Questi risultati, e le variazioni locali documentate mappando l'intera costa degli Stati Uniti, forniscono una guida essenziale ai manager e agli scienziati, documentando dove concentrare gli sforzi futuri su altri processi oltre ai sedimenti del bacino idrografico", ha detto.

Tali sforzi potrebbero includere la ricerca di modi per trattenere più sedimenti minerali, materiale vegetale e carbonio organico nei suoli delle zone umide, ha spiegato Donald F. Boesch, professore emerito del Centro per le Scienze Ambientali dell'Università del Maryland. Ha detto: "Questo è vero sia dove mancano sedimenti che dove i sedimenti vengono deviati per costruire e mantenere zone umide che subiscono un alto tasso di aumento relativo del livello del mare, come nel Delta del Mississippi."

Sono necessari studi futuri per misurare quanto sedimenti vengono trattenuti dalle singole dighe e per prevedere con precisione il loro effetto sulle zone umide di marea a valle.

Ensign ha detto: "In generale, l'azione più importante per salvare le zone umide di marea è permettere loro di migrare verso l'alto. In alcune aree, ciò richiederà di ripristinare l'idrologia naturale e preservare terreni bassi. L'applicazione diretta di sedimenti e altri approcci ingegneristici può essere utile anche a scala molto locale."

Riferimento: "I sedimenti del bacino idrografico non possono compensare l'aumento del livello del mare nella maggior parte delle zone umide di marea negli Stati Uniti" di Scott H. Ensign, Joanne N. Halls ed Erin K. Peck, 7 dicembre 2023, Science. DOI: 10.1126/science.adj0513

La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation.