Morphometric Properties and Land Cover Dynamics of River Shemankar Upper Drainage Basin, Plateau State, Nigeria

Il Progetto di un Quartiere di un Fiume

Immaginate un bacino fluviale non solo come una collezione di acqua che scorre verso il basso, ma come un quartiere vivente e frenetico. In questo quartiere, i fiumi sono le strade, le colline sono gli edifici e il suolo è il manto stradale. Gli scienziati che studiano questi luoghi si chiamano geomorfologi e idrologi. Utilizzano uno strumento speciale chiamato analisi morfometrica, che è essenzialmente un modo per misurare la "forma del corpo" di un sistema fluviale. Proprio come un medico potrebbe misurare la vostra altezza, l'apertura delle braccia e il peso per capire la vostra salute, questi scienziati misurano la lunghezza dei corsi d'acqua, il numero di ramificazioni e la pendenza del terreno per capire come si muove l'acqua, dove potrebbe allagarsi e quanta pioggia penetra nel terreno.

Un'altra parte cruciale di questa storia è la copertura del suolo, che è semplicemente ciò che si trova sopra il terreno. È una foresta lussureggiante e verde, una montagna rocciosa, una città frenetica o una fattoria? Pensate alla copertura del suolo come all' "outfit", l'abbigliamento del quartiere. Quando l'outfit cambia — ad esempio, da una foresta morbida e spugnosa a una strada cittadina dura e impermeabile — il modo in cui il quartiere gestisce la pioggia cambia completamente. Questo è importante per tutti perché se non capiamo come sono formati questi quartieri e come stanno cambiando, non possiamo prevedere le inondazioni, gestire l'acqua per l'agricoltura o proteggere le nostre case dall'erosione.

La Storia del Volto Cambiante del Fiume Shemankar

In questo studio, un team di ricercatori ha deciso di esaminare da vicino il "quartiere" del Bacino Superiore del Fiume Shemankar nello Stato di Plateau, in Nigeria. Volevano mappare la sua forma fisica e vedere come il suo "outfit" fosse cambiato nel tempo. Per farlo, hanno agito come detective digitali, utilizzando immagini satellitari e modelli computerizzati della superficie terrestre (chiamati DEM) per misurare le ossa e la pelle del bacino.

Per prima cosa, hanno misurato il "corpo" del bacino. Hanno scoperto che si tratta di un'area massiccia di 4.249,5 km², approssimativamente la dimensione di un piccolo paese. È un bacino di 6° ordine, il che significa che ha una complessa gerarchia di torrenti, che partono da minuscoli rivoli (1° ordine) che si uniscono in fiumi più grandi, fino a formare un unico grande fiume principale (6° ordine). Il bacino è piuttosto alto, con un dislivello totale (rilievo) di 1.380 metri dalle sue vette più alte alle sue valli più basse. Tuttavia, nonostante sia alto, le "strade" (corsi d'acqua) sono in realtà piuttosto scarse. La densità di drenaggio è bassa, pari a 0,79 km/km², il che significa che non ci sono molti corsi d'acqua ammassati strettamente insieme. Ciò suggerisce che il terreno è bravo ad assorbire l'acqua e che il bacino ha la forma di un ovale lungo e allungato piuttosto che di un cerchio perfetto.

Successivamente, il team ha osservato come l' "outfit" del quartiere è cambiato tra gli anni 2000 e 2024. I risultati hanno mostrato un restyling drammatico. Nel 2000, l'area era un mix di terreni agricoli (51,3%) e affioramenti rocciosi (28,5%). Facendo un salto in avanti al 2024, il paesaggio si era trasformato. Il terreno agricolo è esploso, prendendo il sopravvento con l'80,8% del bacino. Nel frattempo, gli affioramenti rocciosi e la vegetazione naturale si sono ridotti significativamente. Anche le aree edificate (città e paesi) sono cresciute, triplicando da un minuscolo 0,5% al 3,7%. È come se il quartiere avesse scambiato il suo cappotto verde e roccioso con una pesante e uniforme giacca da agricoltore.

I ricercatori si sono poi chiesti: "Questo nuovo outfit cambia il modo in cui funziona il corpo del fiume?" Hanno eseguito test statistici per vedere se la quantità di terreno agricolo o di rocce fosse legata al numero di corsi d'acqua esistenti. La risposta è stata un "sì" fragoroso. Hanno trovato una forte relazione positiva (con un punteggio statistico, R², compreso tra 0,70 e 0,81) tra terreno agricolo/affioramenti rocciosi e il numero di corsi d'acqua. In parole semplici, più la terra veniva disboscata per l'agricoltura o esposta come roccia, più nuovi piccoli corsi d'acqua e canali si formavano. Questo accade perché il suolo nudo e la roccia non assorbono bene l'acqua, quindi la pioggia scorre via rapidamente, scavando nuovi percorsi. Al contrario, la vegetazione aveva un effetto inverso e debole; dove rimanevano le piante, si formavano meno nuovi corsi d'acqua perché le piante agivano come spugne, trattenendo l'acqua e impedendo che scavasse nuovi canali.

Infine, il team ha intrapreso una missione secondaria per vedere se i loro strumenti digitali dicevano la verità. Hanno confrontato due diversi tipi di mappe satellitari: una del sensore ASTER e una SRTM. Si chiedevano se uno strumento fornisse un'immagine migliore della forma del fiume. Hanno eseguito un test statistico chiamato ANOVA, che controlla se due gruppi di numeri siano significativamente diversi. Il risultato è stato sorprendente: non c'era differenza significativa (p = 0,285) tra le due mappe. Entrambi gli strumenti fornivano misurazioni molto simili della forma del bacino. Tuttavia, la mappa SRTM sembrava catturare alcuni corsi d'acqua più piccoli e mostrava numeri leggermente più alti per quanto riguarda l' "intensità" del drenaggio, rendendola uno strumento leggermente più nitido per vedere i dettagli fini del flusso d'acqua.

In conclusione, lo studio rivela che il bacino del fiume Shemankar è un sistema stabile e ben organizzato che sta attualmente venendo rimodellato dalle mani umane. L'espansione rapida dell'agricoltura e la perdita di vegetazione naturale stanno attivamente cambiando la struttura del fiume, creando nuovi canali e alterando il movimento dell'acqua. Sebbene le mappe digitali utilizzate per studiarlo siano affidabili, il messaggio è chiaro: il modo in cui vestiamo la nostra terra conta. Mentre l' "outfit" passa dalla natura all'agricoltura, il corpo del fiume risponde, scavando nuovi percorsi e cambiando il flusso della vita nel bacino.