Rivierdelta's, met hun ingewikkelde netwerken van waterwegen, kustbarrière-eilanden, wetlands en estuaria, lijken vaak te zijn gevormd door willekeurige processen, maar wetenschappers van de Universiteit van Californië, Irvine en andere instellingen zien orde in de schijnbare chaos.

Door middel van veldstudies en wiskundige modellering, ze hebben geconcludeerd dat delta's "zelforganiseren" om het aantal te vergroten, richting en grootte - of diversiteit - van sedimenttransportroutes naar de kustlijn, het vergroten van hun vermogen om menselijke verstoringen en natuurlijk voorkomende factoren te weerstaan. De bevindingen van het onderzoeksteam zijn gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences .

"Met hun verstrengelde kanalen die zich meerdere keren splitsen en weer samenkomen voordat ze de zee ingaan, delta's zijn verbazingwekkend complex en gevarieerd, waardoor we ons afvragen of ze een eenvoudigere orde verbergen, " zei hoofdauteur Alejandro Tejedor, onderzoeksmedewerker bij de afdeling Civiele en Milieutechniek van de UCI. "Kan er een gemeenschappelijk 'doel' zijn van de kant van delta's om hun bestaan ​​​​in stand te houden door de verspreiding van hun stromen te diversifiëren om land te bouwen op weg naar de oceaan?"

De onderzoekers probeerden dit raadsel op te lossen door statistiek en wiskundige modellering toe te passen. Kijkend naar 10 grote rivierdelta's over de hele wereld, ze bepaalden de kans dat stromen zich splitsen in kleinere kanalen en weer samenvloeien bij samenvloeiingen, ontdekken dat alles behalve één, de Nigerdelta in Afrika, vertoonden een hoge "niet-lokale entropiesnelheid, " wat een grote diversiteit aan leveringsroutes naar de zee betekent.

Het team bevestigde deze bevindingen door middel van numerieke modellen, wat aantoont dat zelfs wanneer er grote kanaalavulsies plaatsvinden - die leiden tot reorganisatie van het netwerk - stromen de neiging hebben om verschillende waterroutes opnieuw te creëren.

"Door concepten uit de informatietheorie over te nemen, we hebben aangetoond dat een reeks delta's uit verschillende omgevingen een 'optimaliteitsprincipe' gehoorzamen dat een universaliteit suggereert in bijna elk natuurlijk voorkomen van deze landvormen, ' zei Tejedor.

Veel van de delta's in de wereld zijn de afgelopen decennia bedreigd door de stijgende zeespiegel, lokale ontwikkeling en de aanleg van bovenstroomse dammen die de sedimentstroom beperken.

"Rivierdelta's beslaan slechts 1 procent van het landoppervlak van de wereld, maar zijn de thuisbasis van meer dan een half miljard mensen en zijn de bron van enorme hoeveelheden voedsel en andere natuurlijke hulpbronnen. " zei Efi Foufoula-Georgiou, Distinguished Professor of Civil &Environmental Engineering aan de UCI, die de PNAS-studie regisseerde en co-auteur was. "Het is dus absoluut noodzakelijk dat we een beter begrip krijgen van deze vitale landschappen en hoe menselijke en klimaatstressoren hun zelfonderhoud negatief kunnen beïnvloeden."