Geomorfologiczne zmiany koryta rzeki na skutek powodzi zarejestrowano „okiem” uniwersyteckiego drona na Grenlandii.
Zero (Zackenberg Ecological Research Operations) to polarna stacja badawcza w odległej od cywilizacji północno-wschodniej części Grenlandii. Dwójka naukowców z UAM, Aleksandra Tomczyk i Marek Ewertowski z Wydziału Nauk Geograficznych i Geologicznych, gościła w niej na przełomie lipca i sierpnia 2017 roku, realizując badania terenowe. Podczas pobytu przez dziesięć dni z rzędu było zaskakująco ciepło (ponad 15oC), słonecznie i bezwietrznie; panowała pogoda zupełnie nietypowa dla tego zakątka świata. Wymarzone warunki do pracy w terenie dla przyrody oznaczały jednak przyśpieszenie tempa topnienia lodu lodowcowego, płatów śniegu oraz wieloletniej zmarzliny.
W niedzielę 6 sierpnia naukowców obudził niepokojący hałas, dochodzący od strony pobliskiej rzeki. Przejęci pobiegli na krawędź wyniesionej terasy morskiej, na której stoją budynki stacji. Całe koryto rzeki było zasnute mgłą, wciskającą się w dolinę od strony morza. Z dołu słyszeli ryk płynącej wody i łomot uderzających o siebie głazów wleczonych przez nurt. Ta powódź okazała się dla naukowców… uśmiechem losu, ponieważ dzień wcześniej przeprowadzili nadprogramowe naloty dronem na ponad dwukilometrowym odcinku rzeki, dzięki czemu mieli rewelacyjną bazę do oceny geomorfologicznych skutków powodzi.
Rzeka Zackenberg ma około 36 km długości, a swój początek bierze z lodowca A.P. Olsen. Jedną z jej charakterystycznych cech są powodzie, występujące zwykle w odstępie kilku lub kilkunastu miesięcy. W latach 1996–2018 zaobserwowano przynajmniej czternaście takich zdarzeń. Ich przyczyną jest jezioro blokowane przez wyżej wymieniony lodowiec. Zapora lodowa zostaje przełamana, a gwałtownie uwolniona woda przemierza w krótkim czasie całą długość doliny, docierając do fiordu. Powodzie są krótkotrwałe (1-2 dni), ale w ciągu ich trwania przepływ rzeki rośnie nawet siedmiokrotnie, a do morza dociera aż połowa rocznego transportu osadów mineralnych.
Aleksandra Tomczyk i Marek Ewertowski w bardzo dokładny sposób ocenili skutki powodzi z sierpnia 2017 roku. Wykorzystując drony, skartowali stan doliny rzecznej na dzień przed powodzią, w sobotę, 5 sierpnia 2017, podczas najwyższego stanu wody, w niedzielę, 6 sierpnia 2017 oraz po tym, jak rzeka wróciła do swojego normalnego poziomu we wtorek, 8 sierpnia 2017. Prawie pięć tysięcy zdjęć wykonanych z latającego niecałe 100 metrów nad ziemią drona posłużyło do opracowania serii szczegółowych cyfrowych modeli terenu i ortomozaik (przetworzonych i połączonych ze sobą zdjęć) o rozdzielczości około 3 cm. Ta unikalna seria czasowa trójwymiarowych modeli terenu pozwoliła na obliczenie zmian objętości rzeźby terenu związanych z erozją i depozycją na skutek powodzi, a szczegółowe zdjęcia lotnicze umożliwiły zbadanie, jak powódź zmieniła charakter osadów i form terenu.
Na niektórych odcinkach brzegi zostały podcięte aż o 10 metrów – to bardzo dużo, biorąc pod uwagę średnią szerokość rzeki wynoszącą około 40 metrów. Zmianie uległ przebieg koryta, pojawiły się nowe łachy rzeczne i żwirowe odsypy. Siła płynącej wody i transportowanego materiału była tak znaczna, że uszkodziła wypełnione kamieniami stalowe siatki, które były fundamentami mostu. Na skutek podmywania brzegów rozwinęły się spływy gruzowe zagrażające budynkom stacji. Wykorzystując zdjęcia z drona, naukowcy w szczegółowy sposób ocenili, jakie były geomorfologiczne skutki tego jednego zdarzenia powodziowego i porównali je z przekształceniami zachodzącymi podczas normalnego funkcjonowania rzeki. Wyniki prac zostały opublikowane w roku 2020. W Journal of Maps ukazały się jako seria map geomorfologicznych. Kolejna praca przygotowana we współpracy z prof. Jonathanem Carrivickiem z Uniwersytetu w Leeds ukazała się w periodyku Journal of Hydrology i przedstawia ilościowe zestawienia zmian oraz nowy model erozji brzegów w warunkach występowania wieloletniej zmarzliny. Z kolei w czasopiśmie Earth System Science Data zostały opublikowane wszystkie dane, sposoby ich opracowania oraz przykładowe zastosowania – tak, aby mogły stanowić bazę dla dalszych prac monitoringowych i modelowania.
zob. też Geo-detektywi
