Det är inte ovanligt att halvmåneformade stränder av sand sträcker sig längs stränderna av slingrande floder. Dessa strängar dyker vanligtvis upp längs insidan av en flodkrök, där banken sveper sig runt den sandiga fläcken, bildar avsättningar som kallas "point bars".

När de dyker upp längs en yttre strand, som kröker sig åt motsatt håll, de bildar "kontrapunkt"-staplar, som vanligtvis tolkas av geovetare som en anomali:ett tecken på att något – som en del av erosionsbeständiga stenar – stör flodens vanliga sätt att avsätta sediment.

Men enligt forskning ledd av University of Texas i Austin, Kontrapunktstaplar är inte de konstigheter de ofta framställs för att vara. Faktiskt, de är en helt normal del av slingringsprocessen.

"Du behöver inte ett resistent underlag, du kan få vackra [kontrapunkt] barer utan det, sa Zoltán Sylvester, en forskare vid UT:s Bureau of Economic Geology som ledde studien.

Fyndet tyder på att kontrapunktsstänger – och den unika geologi och ekologi som är förknippad med dem – är vanligare än man tidigare trott. Att bygga medvetenhet kring detta faktum kan hjälpa geovetare att vara på jakt efter kontrapunktsstänger i geologiska formationer som tidigare avsatts av floder, och förstå hur de kan påverka flödet av kolväten och vatten som passerar genom dem.

Forskningen publicerades i Geological Society of America Bulletin den 12 mars.

Medförfattarna är David Mohrig, en professor vid UT Jackson School of Geosciences; Paul Durkin, en professor vid University of Manitoba; och Stephen Hubbard, professor vid University of Calgary.

Floder är ständigt i rörelse. För slingrande floder, detta innebär att man skar ut nya vägar och återaktiverar gamla när de ormar över ett landskap med tiden.

Forskarna observerade detta beteende i både en idealiserad datormodell och i naturen, med hjälp av satellitbilder av en sträcka av Mamoréfloden i Bolivia, som är känd för att snabbt byta väg. Satellitbilderna fångade hur floden förändrades under 32 år, från 1986—2018.

I både modellen och Mamoré, kontrapunktstaplar dök upp. Forskarna fann att utseendet var direkt kopplat till kort, höga krökningar:små spikar i en flods väg.

Forskarna observerade att dessa spikar ofta bildas när flodens lopp plötsligt ändras, som när en ny oxbow-sjö bildas genom avskärning, eller efter att ha återanslutit till en gammal oxbow-sjö.

Men de skarpa krökarna stannar inte kvar, de börjar migrera i nedströmsriktningen. Och när de snabbt rör sig nedströms, de skapar förutsättningar för att sediment ska samlas runt kröken som en motpunktsstång.

Studien visar ett antal fall av att detta hände i Mamoré. Till exempel, år 2010, en skarp krök (böj 2 i bilden) bildas när en oxbågsjö återansluter till en nedströms del av floden. Senast 2018, kröken har rört sig cirka 1,5 mil nedströms, med motpunktsavlagringar längs strandlinjen som markerar dess väg.

Geomorfologer och ingenjörer visste sedan en tid tillbaka att långsiktiga förändringar längs en flod kan beskrivas i termer av lokala och uppströms värden på krökning (ställen där floden tycks svepa runt en liten cirkel har höga krökningar). I studien, forskarna använde en formel som använder dessa krökningsvärden för att bestämma sannolikheten för att en motpunktsstång bildas på en viss plats.

Sylvester sa att han var förvånad över hur väl denna formel - och de förenklade modellerna som delvis användes för att härleda den - fungerade för att förklara vad som ansågs vara ett komplext fenomen.

"Naturliga floder, de är faktiskt inte så långt ifrån vad dessa riktigt enkla modeller förutspår, sa Sylvester.

Det är inte första gången som Sylvesters forskning visar att flodernas beteende kan styras av relativt enkla regler. Under 2019, han ledde en studie publicerad i Geology som beskrev ett direkt samband mellan böjskärpa och flodmigrering.

Ytligt, punktstaplar och kontrapunktstaplar ser ganska lika ut och smälter ofta in i varandra. Men kontrapunktstaplar är distinkta miljöer:jämfört med punktstaplar, de har finare sediment och lägre topografi, vilket gör dem mer benägna att översvämma och ta emot sjöar. Dessa egenskaper skapar unika ekologiska nischer längs floder. Men de är också geologiskt viktiga, med uråldriga motpunktsstångavlagringar bevarade under jord som påverkar vätskeflödet, såsom vatten och olja och gas.

Mathieu Lapôtre, en geovetare och biträdande professor vid Stanford University, sa att det är ett betydande framsteg att inse att kontrapunktstaplar lätt kan bildas i slingrande floder – och att ha en formel för att förutsäga var de kommer att bildas.

"Sammanlagt, resultaten av Sylvester et al. har viktiga konsekvenser för en rad vetenskapliga och tekniska frågor, " han sa.