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科学家揭秘瀑布形成机制

来源: 中国科学报
2019-03-18 09:10 
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瀑布要比人们想象的复杂得多。虽然目前尚未完全了解它们是如何形成的,但有些瀑布可能完全独立出现,而不受周围地形的任何影响。相关成果3月14日发表于《自然》。

人们通常假定,大多数瀑布是因为河流周围和下方的景观特征而形成的。例如,地震会沿着构造断层向上推动陆地并形成悬崖面,使上面的河流像瀑布一样流下,或者冰川运动也可以造成类似的陡坡;又或者,河流从一块特别容易被侵蚀的岩石上面流过,并且在它侵蚀软基岩时,逐渐形成瀑布。

美国内华达大学里诺分校的Joel Scheingross和同事发现,瀑布实际上可以在没有这些因素的情况下形成。一条沿着光滑而均匀的地面向下流动的河流也能自己形成瀑布。

由于自然景观的复杂性,这在自然界中很难研究。该团队用一个7.3米长的倾斜聚氨酯泡沫人造河床模拟基岩,并对其进行了测试。他们把水和小鹅卵石倒进水道的顶部,形成一条微型河流,沉积物则顺着它流淌。

鹅卵石就像小凿子一样,几乎立刻开始侵蚀泡沫河床。“大自然不喜欢事物是平的。”Scheingross说,“一些地方受到的侵蚀更严重且更深,另一些地方则被侵蚀得比较浅。”

这些微小的差异会产生反馈效应,即流入较深区域的鹅卵石会更猛烈地撞击池底,造成更陡的落差。最终,一些从陡峭地方落下的水滴完全变成了瀑布。

人们经常用瀑布证明过去的气候和构造变化,比如,在冰川侵蚀地面的条件下,气候一定很冷。而自己形成的瀑布可能是这些假设存在的一个问题。

“如果事实证明,就像我的直觉一样,这些类型的瀑布无处不在,那么我认为它将改变我们对过去气候和构造变化的解释。”Scheingross说,“不过,首先,我们必须在野外找到自己形成的瀑布。”(宗华

相关论文信息:DOI: 10.1038/s41586-019-0991-z

《中国科学报》 (2019-03-15 第2版 国际)

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