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        大瀑布在“節(jié)節(jié)敗退”

        2013-10-22 05:37:44
        少年科學(xué) 2013年9期
        關(guān)鍵詞:尼亞加拉壺口瀑布黃果樹(shù)

        要有瀑布,必定有水流和斷崖,例如尼亞加拉大瀑布,就是尼亞加拉河以及河道上一段陡峭的斷崖形成的。

        大自然的規(guī)律是“水往低處流”,所以水流總是會(huì)向著地勢(shì)最低的方向流動(dòng)。流動(dòng)的水經(jīng)過(guò)陡坡或懸崖,形成近乎垂直傾瀉而下的水流,這就是瀑布,也稱跌水。大瀑布所在之地往往會(huì)成為著名的風(fēng)景區(qū),如我國(guó)的黃果樹(shù)瀑布、黃河上游的壺口瀑布、江西廬山瀑布等。我國(guó)唐代詩(shī)人李白曾寫(xiě)下“飛流直下三千尺,疑是銀河落九天”的詩(shī)句來(lái)形容廬山瀑布的壯麗景色。

        流水雖然創(chuàng)造了瀑布,但它也讓瀑布逐漸后退,最終消失。這是為什么呢?原來(lái),流水是改變地球外表特征最強(qiáng)大的力量,它造就了瀑布,但隨著水流對(duì)懸崖天長(zhǎng)日久地沖刷和侵蝕,使得瀑布所在的懸崖不斷地坍塌,瀑布便向上游方向后退并降低高度,直至消失。

        我們還是以尼亞加拉大瀑布為例,回顧一下它的來(lái)歷,就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的秘密。

        1841年和1842年,英國(guó)著名地質(zhì)學(xué)家萊伊爾兩次在實(shí)地考察尼亞加拉大瀑布后得出結(jié)論:大瀑布最初的位置距離現(xiàn)在的位置大約有11千米,它一開(kāi)始就在“節(jié)節(jié)敗退”,平均速度大約為每年0.3米,據(jù)此推算,它已經(jīng)后退了35 000多年。原因在于,尼亞加拉河大量的河水經(jīng)過(guò)瀑布的瞬間跌落,強(qiáng)烈沖擊懸崖下部松軟的頁(yè)巖和泥沙,逐漸將其淘空,上部堅(jiān)硬的白云巖在失去了下部的支撐后逐漸崩塌,從而造成了懸崖一步一步地后退,中間比兩側(cè)塌得更多、更快,于是便形成了彎曲的馬蹄形。

        試想一下,如果流水不止,尼亞加拉大瀑布會(huì)不會(huì)在某一天消失不見(jiàn)呢?人們已經(jīng)開(kāi)始思考這樣的問(wèn)題:如果按歷史上的后退速度來(lái)推算,過(guò)不了幾萬(wàn)年,尼亞加拉大瀑布將退到河流上游處的伊利湖邊,瀑布也就消失了。

        所以,20世紀(jì)50年代以后,美國(guó)和加拿大兩國(guó)花費(fèi)了巨資來(lái)保護(hù)尼亞加拉大瀑布,具體措施包括控制水流、用混凝土加固巖壁等,有效地控制了瀑布后退的速度,如今它僅以每年不到3厘米的速度緩慢后退,如此一來(lái),既保護(hù)了美麗的自然風(fēng)景,也消除了人們心中的隱憂。

        實(shí)際上,所有的瀑布都是在不斷變化的,“步步后退”是瀑布的一種普遍現(xiàn)象。在地質(zhì)學(xué)上,有個(gè)專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫“溯源侵蝕”,指的是河流在長(zhǎng)期的沖刷過(guò)程中,會(huì)不斷地向上游侵蝕,也就是說(shuō)瀑布會(huì)不停地由下游向上游推移,所以,又稱之為“向源侵蝕”。我國(guó)的黃河壺口瀑布也是一個(gè)典型的例子。有學(xué)者研究認(rèn)為,歷史上的壺口瀑布每年后退3~5米,當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,目前壺口瀑布每年大約向上游后移兩三厘米。針對(duì)有人提出的用高標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋水泥加固壺口瀑布下巖層的建議,也有人提出了反對(duì)意見(jiàn),認(rèn)為自然物應(yīng)該保持它的原始狀態(tài),防止人為破壞大自然的美景。

        人類的活動(dòng)可以延緩瀑布后退,但也可能會(huì)讓瀑布“快步”消失,世界上著名的塞特凱達(dá)斯大瀑布就是一個(gè)典型的例子。該瀑布位于南美洲的巴西和巴拉圭邊境巴拉那河上,1991年這里建成了世界上發(fā)電量最大的水電站——伊泰普水電站,長(zhǎng)達(dá)7744米的大壩攔腰斬?cái)嗔撕恿鳎@個(gè)曾經(jīng)落差達(dá)114米的宏偉瀑布即將消失,讓人非常遺憾。

        當(dāng)然,并不是所有的水電站都會(huì)如此,例如尼亞加拉水電站、黃果樹(shù)瀑布水電站等等。

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