Även om det ser ut som en biflod, Rio Casiquiare är en sällsynt utbredning av övre Rio Orinoco (vänster), flyter söderut för att möta Rio Negro i Amazonas flodbassäng, cirka 340 kilometer (200 miles) till höger om bilden. Casiquiare är cirka 90 meter bred där den delar sig från Orinoco, avleda ungefär en fjärdedel av Orinocos vatten. Så småningom kommer Casiquiare att leda hela flödet från de 40, 000 kvadratkilometer (25, 000 kvadratkilometer) dräneringsbassäng bort från övre Orinoco och in i Amazonas, enligt ny forskning. Kredit:Google Earth
Amazonfloden stjäl långsamt en 40, 000 kvadratkilometer (25, 000 kvadratkilometer) dräneringsbassäng från övre Orinocofloden, enligt ny forskning som tyder på att detta kanske inte är första gången världens största flod har utökat sitt territorium genom tjuvjakt från en granne. Den sällsynta konjunktionen kan hjälpa forskare att förstå hur flodsystem utvecklas och hur Amazonasbassängen växte för att dominera den sydamerikanska kontinenten.
Den 2, 140 kilometer (1, 330 mil) långa Rio Orinoco reser sig på de västra sluttningarna av Sierra Parima, en 320 kilometer lång bergskedja vid Venezuelas sydöstra gräns mot Brasilien som delar Amazonas och Orinocos vattendelar. Rio Casiquiare bryter sig bort från Rio Orinoco i det avlägsna låglandet nedanför bergen, avleda ungefär en fjärdedel av Orinocos flöde söderut till Rio Negro, en stor biflod till Amazonas.
Orinoco, som dränerar 880, 000 kvadratkilometer (340, 000 kvadratkilometer) av Venezuela och Columbia, är den fjärde största floden i världen efter flödeshastighet vid dess utlopp till Atlanten. Amazonas, som dränerar 6,9 miljoner kvadratkilometer (2,7 miljoner kvadrat miles), är den största floden i världen.
Casiquiare-länken mellan Orinoco och Amazonas är den enda sådana förbindelsen mellan två stora flodbassänger i världen och erbjuder en möjlighet att observera en pågående flodfångst, enligt författarna till en ny studie i Geofysiska forskningsbrev , en tidskrift från American Geophysical Union.
Den nya studien indikerar att Amazonas kommer att vinna denna dragkamp och kan hjälpa forskare att förstå hur världens största flod bildades.
"Orinoco och Amazonas är två av de största floderna i världen, och det faktum att det finns denna perenna vattenförbindelse mellan dem har förbryllat människor under mycket lång tid, börjar med tidiga europeiska upptäcktsresande, sa Maya Stokes, en doktorand vid Massachusetts Institute of Technology och huvudförfattare till den nya studien. "En flodfångst i aktion är en sällsynt och unik chans att observera denna process som vi har bevis för i det geologiska dokumentet men som vi inte ofta får faktiskt observera."
Flodfångst i aktion
Förbindelser mellan avrinningsområden är ovanliga och de som förekommer är vanligtvis tillfälliga förbindelser under säsongsbetonade översvämningar. De sällsynta permanenta omläggningarna i ett vattendrag som har observerats tenderar att vara abrupta, som Kaskawulsh Rivers stöld av Slims Rivers utlopp i Kanadas Yukon-territorium, vilket ledde om vattendraget helt inom några dagar.
En svart linje markerar den nuvarande gränsen mellan Orinoco River Basin i norr och Amazon River Basin i söder. En grå linje visar var den nya gränsen kommer att ligga när Rio Casiquiare slutför intagandet av övre Orinoco. Teckningen till höger skildrar den hypotetiska fångstprocessen:(I) Pre-capture, (II) närvarande bifurkation, och (III) framtida fullständig fångst. Skuggning betecknar Amazonas bassäng. Kredit:Maya Stokes, Samuel Goldberg och Taylor Perron/ AGU
Stabila förbindelser observeras sällan eftersom ett vattendrag vanligtvis vinner att fånga upp allt vatten för sig själv och lämna efter sig en tom bäck där den gamla banan en gång gick, sa Stokes.
Kopplingen mellan floderna Casiquiare och Amazonas har funnits i århundraden, åtminstone sedan den tidiga europeiska utforskningen. Casiquiare-gaffeln såg så onaturlig ut för europeiska geografer från 1700-talet att rapporter om existensen av Rio Casiquiare antände en stor kontrovers.
Stokes och hennes kollegor analyserade mätningar av vattenhastighet och kanaldimensioner som togs av U.S. Army Corps of Engineers 1943 och fann att Casiquiare eroderar snabbare än Orinoco, fördjupa sin kanal, medan Orinocos flöde avtar ytterligare på grund av uppbyggnad av sediment i dess bäckbädd. Terrängen på Casiquiare-sidan av klyftan, som leder till Amazonas, är mer än dubbelt så brant som den platta dal som Orinoco löper genom nedanför klyftan.
På grund av den brantare banan och större kapacitet att flytta sediment, den nya studien drog slutsatsen att Casiquiare så småningom kommer att fånga flödet av Rio Orinoco uppströms klyftan för Amazonasbassängen. När omledningen är klar, Amazonas kommer att ha stulit 40, 000 kvadratkilometer av Orinocos källvatten, ett område ungefär dubbelt så stort som Lake Ontario, minskar flodens volym avsevärt.
"Det är en ganska stor implikation för Rio Orinoco, sa Stokes.
Tidigare piratkopiering
Casiquiares kapning är inte första gången Amazonas har stulit en vattendelare från Orinoco. Stokes och hennes kollegor pekar på bevis på två tidigare fall av piratkopiering från Orinoco. I kombination med omdirigeringen genom Rio Casiquiare, omläggningarna har lagt till 250, 000 kvadratkilometer, ett dräneringsområde lika stort som Oregon, till Amazonas flodbassäng. Andra forskare har publicerat bevis på tidigare avledningar från Rio Essequibo till Amazonasbassängen.
"Det är en del av denna nordliga expansion av Amazonas flodbassäng, ", sa Stokes. "Amazonfloden brukade inte vara i den skala den är idag."
En karta över Amazonasbassängen visar tidigare och pågående expansion av bassängen genom flodfångst. Den djärva svarta linjen spårar Amazonasbassängens nuvarande gräns. Den röda linjen visar den framtida positionen för gränsen när Rio Casiquiare har erövrat övre Rio Orinoco. Grå linjer visar tidigare positioner av skiljelinjer som härleds från fångst. Floderna ritade i orange är fångade sträckor; floderna plottade i magenta är de som förlorat dräneringsområdet. Kredit:Maya Stokes, Samuel Goldberg och Taylor Perron/ AGU
Stokes sa ju större en flod växer, desto mer kraft har den för att ta bort ytterligare avledningar av vatten från grannar. När volymen vatten i Amazonas steg, det gjorde även flodens eroderande kraft. Erosion i källvattnet till Amazonas bifloder fångade mer vatten från närliggande bassänger, som ytterligare svällde och stärkte Amazonas i en pågående cykel.
"Vi har detta enorma kontinentala dräneringssystem i Amazonfloden och det växer kontinuerligt, sa Stokes.
En ögonblicksbild av flodens expansion
Stokes och hennes kollegor är intresserade av hur flodsystem växer till att bli kontinentspännande giganter som Amazonas. Den långsamma ménage à trois som antogs av Orinoco, Casiquiare och Amazonas ger en ögonblicksbild av hur flodsystemen expanderar.
Även om forskare tror att flodfångst är en normal process, de ser det sällan i aktion. De flesta exempel har rekonstruerats från bevis som lämnats av händelser som hände i det förflutna.
Huvudstammen av den övre Orinoco delar sig in i Casiquiare på en bred platt översvämningsslätt, där den höga marken som skiljer den från Rio Negro-bassängen stiger endast 3 till 10 meter (10 till 33 fot) över floden vid lågt flöde. Under årliga översvämningar, floden stiger cirka 4 meter (13 fot). Författarna tror att säsongsbetonade översvämningar bröt klyftan och genom erosion, Casiquiare-grenen blev så småningom en perenn kanal.
Processen för att fånga floden kan vara långsammare i låglandet, som regionen där Casiquiare delar sig från Orinoco, än i bergen, eftersom den låga halten tillåter sediment som bärs av ström att sedimentera och motverka förluster mot erosion, antyder studien.
"Att ha bifurkationer som är stabila så här kräver verkligen sedimentavsättning, sa Stokes.
Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.
