登陆注册
2671100000002

第2章 瀑布是怎样形成的

什么是瀑布

瀑布,又称跌水,是指河流或溪水经过河床纵断面的显著陡坡或悬崖处时,成垂直或近乎垂直地倾泻下来形成的水体景观。在地质学上,是由断层或凹陷等地质构造运动和火山喷发等地表变化造成河流的突然中断,另外流水对岩石的侵蚀和溶蚀也可以造成很大的地势差,从而形成瀑布。瀑布景观具有独特的美学价值,给人以充满活力的动态美感,因而是一种重要的水景旅游资源。

瀑布的形成

瀑布也称河落,有时也称大瀑布,当谈及很大的水量时,后者尤为常见。比较低、陡峭度较小的瀑布称小瀑布,这名称常用以指沿河一系列小的跌落。有的河段坡度更平缓,然而在河流坡降局部增加处相应出现湍流,这些河段称为急流。瀑布表示河水流动中的主要阻断。通常情况下,河流总是通过侵蚀和淤积过程来平整流动途中出现的障碍物。一段时间过后,河流长长的纵断面就会形成一条平滑的弧线,其特点为:河源处最陡,河口处较和缓。这条弧线被瀑布中断了,因此它们的存在就是为了证明侵蚀过程中的进展。

瀑布在地质学上被称为跌水,表现为河水流经断层、凹陷等地域时垂直地跌落。在河流的时段内,瀑布只是暂时性的,终有一天会消失。侵蚀作用的强度取决于特定瀑布的高度、流量,以及有关岩石的类型与构造,或是其他一些因素。在一定的情况下,瀑布的位置会因悬崖或陡坎被水流冲刷而向上游方向逐渐消退;而在其他情况下,这种侵蚀作用又倾向于向下深切,并斜切包括瀑布在内的整个河段。时间久了,这些因素的其中一个或两个都会起作用,河流的趋势是消灭任何可能形成的瀑布。

在河流的作用下,必然会形成一个相对平滑、凹面向上的纵剖面。以至于当这些河流侵蚀工具的碎石不存在的时候,可用于瀑布基底侵蚀的能量也是很大的。跌水潭存在于跌水的下方,是在河槽中掘蚀出的盆地。它与瀑布的大小相关,也与流量和高度相关,这是其特征之一。在特定的情况下,跌水潭的深度与造成瀑布的陡崖高度极为相似。跌水潭必然会造成陡崖坡面的坍塌和瀑布后退的现象。造成跌水的悬崖在水流的强大冲击力下不断地坍塌,使得瀑布向上游方向后退并降低高度,因此瀑布终有一天会消失。

对于瀑布的成因,大多数人认为一条河流翻过一个悬崖峭壁,就形成了瀑布。事实上瀑布的形成有三种方式。

第一种成因:瀑布的形成是由于尼亚加拉河水飘过白云石的岩壁,直落入下面的一个大水池里,翻滚飞流的水流长时间地侵蚀页岩,淘空了白云岩的岩洞,一块块的白云岩崩落而下,使悬崖变得更加陡峭。

第二种成因:在古代有一块被熔化的岩石从下面挤上来。时间久了,岩石也就慢慢地变硬了,随后在河道中就形成了一堵墙。我国的庐山瀑布就是在这种方式下形成的典型瀑布。

第三种成因:由于古代的冰川切入山谷之中,使两侧形成悬崖峭壁,也就因此形成了瀑布。另外,地球表面的运动使高原的高度增加,河流就位于其边缘地带,这就是高原瀑布形成的原因。

瀑布形成的条件

形成瀑布是岩石类型的差异。当河流跨越许多岩石边界的时候,如果从坚硬的岩石河床流向比较柔软的岩石河床,相对而言较软的岩石河床的侵蚀会更快一些,并且在这两种类型岩石相接处的坡度会更加陡峭。当河流改变方向并露出不同的岩石河床间的相接处时,就会出现这种情况。尼加拉瀑布就是在这种情况下形成的,它是美国与加拿大之间的一部分疆界,在其河床上有一块斑驳的白云石顶板岩石,压在一连串较软的页岩和砂岩之上。

瀑布形成第二个条件是在河床上有许多条状的坚硬岩石。以尼罗河最为典型,在那里形成了许多大瀑布,由于尼罗河水已经对河床进行了充分地侵蚀,致使坚硬的结晶质基底岩露了出来。

在数量众多的瀑布之中只有很少的一部分是由岩层的特性形成的,最为常见的是由陆地的结构和形状形成的。例如,隆起的高地玄武岩能够形成坚硬的台地,河水就有可能在它的边缘产生瀑布,北爱尔兰的玄武岩就是这样的情况。

然而,河水侵蚀和地质特征并不是形成瀑布的单一因素。沿着断层进行的构造运动会将坚硬和软性岩石聚集在一起,共同形成瀑布。河床海平面的急剧下降会加强下蚀作用,并使河床上的裂点向上游方向后撤。依据海平面、河水流动和地质特征,河落或急流极有可能在河床上出现裂点的地方得到进一步发展。冰川作用已形成很多瀑布,由于冰蚀作用,那里的河谷深度在不断增加,而支流河谷被留在较陡的河谷两侧较高处。在美国加利福尼亚州有一座由冰川作用形成的约塞米蒂瀑布,从高为436米的一个悬谷跌落下来。

从河流的时间角度来看,瀑布只是一种短暂的现象,终有一天会消失。其侵蚀速度是由已知瀑布的落差、水量、岩石的种类和结构以及其他一些因素决定的。在某些情况下,由于悬崖或陡坡的溯源侵蚀而使瀑布向上游退缩:然而有时侵蚀也会产生下切作用而将瀑布所在的整个河段夷为平地。

瀑布的形成即使没有作为河流侵蚀工具的碎石出现,其基部也能够获得极大的侵蚀能量。这是因为对于一些水量和落差大的瀑布来说,其特征之一就是由瀑布跌落底部侵蚀成的深潭。有时此潭的深度与产生瀑布峭壁的高度所差无几。深潭最终造成峭壁露出表面坍塌和瀑布的后退。在一些地方,瀑布的后退也是一个明显的特点。

瀑布群的形成

瀑布群是如此的让人为之惊叹,那么瀑布群到底是如何形成的呢?瀑布的成因,尤以大峡谷河床瀑布的形成最为典型,是在内外引力相互作用下导致地形差异,由此形成河流水作用的一种阶段性河床地貌的表现。其形成因子的作用应该是综合性的、复杂的。当然在分析其形成因子中,会有主要的或次要的之分,也可说是在一系列特定条件下受到共同的作用,在某一时间阶段上的一种必然表现。大峡谷河床瀑布,就是在这样短距离、高坡降、大水量的情况下,河流水动力作用选择一定的地质构造部位能量释放的一种必然表现形式,也是河流发育溯源侵蚀在现阶段时段内、在特定的地形部位表现出的一种必然结果。

当然,瀑布群的形成是有差异的,需要很详细的考察,具体地分析每个瀑布的形成原因。以西兴拉到帕隆藏布汇入口20余千米的河段为例:

首先,短距离内河道做S形或直角形的急拐弯转折,大的主体瀑布和相对集中的瀑布群最容易出现在河床S形拐弯的弯部和直角形转折的弯部,这种地形突然转折变化、应力相对容易集中作用,像落差最大的藏布巴东Ⅰ号、Ⅱ号瀑布就出现在河床S形拐弯部位。

其次,短距离内峡谷基岩河床深槽形态发生束放变化的转折部位,容易出现大的瀑布。如绒扎瀑布就是从相对宽的河床到突然收窄的河床跌落下去,进入更深更狭的基岩河槽的。同时,任何巨瀑下面必有深潭,它必然会改变河床谷地的形态和水流作用的性质,这也是相辅相成的一种差异,应该说也是参与了瀑布地形的形成过程的。

其三,从藏布巴东Ⅱ号瀑布出现部位的卫星影像图分析,这里的变质岩系近东西走向,两岸产状是连续的,瀑布的出现主要应考虑是由于河床的急拐弯和束放导致应力相对集中作用所出现的差异。在绒扎瀑布,据张文敬教授介绍,瀑布的出现与其坐落在横向岩层中石英岩脉这样坚硬岩性地层的出现有关系。

其四,藏布巴东Ⅱ号瀑布,也就是大峡谷中最大的瀑布以下一系列小规模的瀑布和跌水的出现,又与河床有许多大块崩塌堆积的堵塞有关。整个大峡谷中一些河床小瀑布与跌水险滩,许多都与强大的支沟泥石流堆积于干流主河床上,局部改变了河床坡降造成的差异是有关系的。

综合来看,大峡谷河床瀑布的形成首先是在内外引力作用的综合基础上,然后对具体瀑布作具体的分析,在世界最大峡谷中这样巨大的水力作用和强烈构造运动作用地区,瀑布的变化性也就决定了大峡谷瀑布必然的青年性、群体性和复杂性的特点。

延伸阅读

瀑布按照不同的外观和地形的构造,可以分为多种类型:按瀑布水流的高宽比例可分为垂帘型瀑布和细长型瀑布;按瀑布岩壁的倾斜角度划分为悬空型瀑布、垂直型瀑布和倾斜型瀑布;按瀑布的水流与地层倾斜方向划分为逆斜型瀑布、水平型瀑布、顺斜型瀑布和无理型瀑布;按瀑布所在地形划分为名山瀑布、岩溶瀑布、火山瀑布和高原瀑布。

同类推荐
  • 星球:穿行在星球之间

    星球:穿行在星球之间

    金星是太阳系八大行星中距地球最近的一颗,在地球内侧的轨道上运行,呈金黄色,是天空中最亮的星体。但是金星总是被浓厚的云层包围着,即使用天文望远镜也很难窥见它的真面目。金星的外表最像地球,且质量和大小都同地球相近,因此人们一直把它看作是地球的孪生星球。
  • 绿色出游,绿色假期(人与环境知识丛书)

    绿色出游,绿色假期(人与环境知识丛书)

    每个人的骨子里,都有游遍天下的愿望。每个人的心里,都会有一个魂牵梦萦的地方。对于许多人来说,西藏就是那个最闪亮的坐标,就是那个最想要去旅游的地方。西藏,充满了奇迹与传说,也充满了神秘与变数;带着刚性和残酷,也带着空灵和幻想;既有生命禁区的漠然与冰冷,也有太阳之城的温暖和闲适。
  • 你一定想知道:宇宙天文知识

    你一定想知道:宇宙天文知识

    阅读科学知识对提高学习兴趣、优化知识结构会产生积极而有益的作用,没有兴趣的强制性学习只会扼杀活泼的天性.抑制智力的发展。因此,必须在保护学习热情的基础上,扩大青少年学生的知识面,以便充分调动起他们探索求知的勇气和信心。本书的内容涵盖了宇宙、天文、地理、生物、历史、军事、航空航天等诸多领域.采用深入浅出、符合认知规律的科学体例,为渴望探索外部世界的青少年展现出一幕幕极具想象力、神秘感和挑战性的科学场景。促进青少年学生开阔眼界、启迪心智,在思考与探究中走向成功的未来!
  • 破解日食与月食(趣味科学馆丛书)

    破解日食与月食(趣味科学馆丛书)

    “趣味科学馆”丛书,是一套自然科学类读物。丛书包罗科学的多个领域,涉及“信息化”、“绿色革命”、“发明、“生态资源”、“航天”、“军事”、“日食、月食”等当下热门关键词,有引领读者关注热点、提升其认识水平的现实价值。刘芳主编的《破解日食与月食之谜》为丛书之一。《破解日食与月食之谜》内容涉及日食与月食的各个侧面,并进行合乎逻辑的排列组合。文字浅显易懂,生动活泼。
  • 必知的未来科技(青少年科技爱好培养)

    必知的未来科技(青少年科技爱好培养)

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。
热门推荐
  • 故事会(2017年8月下)

    故事会(2017年8月下)

    《故事会》是中国最通俗的民间文学小本杂志,是中国的老牌刊物之一。先后获得两届中国期刊的最高奖——国家期刊奖。1998年,它在世界综合类期刊中发行量排名第5。从1984年开始,《故事会》由双月刊改为月刊,2003年11月份开始试行半月刊,2007年正式改为半月刊。现分为红、绿两版,其中红版为上半月刊,绿版为下半月刊。
  • 俺俩没啥事

    俺俩没啥事

    一个普通憨厚的农村留守老人王老实,只因顺手帮了同村的寡妇灵芝娘修了个灯泡,就惹来了一身非议。为了澄清二人关系,俩人上上下下,方方面面想了各种办法解释,甚至闹到以死明志,也不能证明自己清白。最终,俩人无奈妥协,答应结婚,但明知别人不信,却依然宣称之前他俩确实没啥事。
  • 佛说救拔焰口饿鬼陀罗尼经

    佛说救拔焰口饿鬼陀罗尼经

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 全能魄尊

    全能魄尊

    废弃支脉独子陆天游,资质平庸受人讽刺,却机缘获异界智能,踏上另类修炼之路!大杀四方,抢夺秘笈,虐杀狂龙,降龙伏虎,名留龙腾大陆!陆天游在夺金丹,练筋骨,修神海!逆天修行!高调揍人,低调修炼。血落衣裳满,终成一方霸主纵横天下时自问:此是否魄力之尽头……
  • 全相平话三国志至治新刊

    全相平话三国志至治新刊

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 许你一吻天荒

    许你一吻天荒

    怨憎会、爱别离、求不得,人生三苦,他年纪轻轻已然全部体会。明知道得不到,却按捺不住心中的渴求,企图抓住那万分之一的渺茫机会,可是,他忘记上帝不曾优待他。想爱不敢爱,想放却又放不下,求不得,爱不得,放不得,只能于痛苦中沉沦。在认识她之后才发现原来世界比想象中的要大,原本以为是上天的眷顾让他遇到她,可是,这一切不过是上帝精心安排的恶作剧。并肩看遍繁华的烟火,蓦然回首时才发现,人生不过是一场一个人的修行。
  • 二谛义

    二谛义

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 一号公寓

    一号公寓

    一座建在海边的公寓,距离我上班的地方只隔着一条马路。我每天都在这条马路上来回穿梭,直到有一天,我的同事在这条马路上丧命。我第一次感到恐惧。公寓里住着七个人。一对情侣,他们看中了这个地方,搬到这里开始了蜜月。一个奇怪的男生,每天晚饭前都喜欢讲一个恐怖故事。一个奇怪的老人,经常闭门不出……
  • 红颜男装:倾世狂少

    红颜男装:倾世狂少

    传闻,冰家六小姐出世之时天空似乎是被鲜血泼洒,红的令人遍体生寒,滴着令人颤栗的鲜血。十岁之前,被誉为惊世奇才,然而十岁之后,却成为了整个瀚海大陆的笑柄,人人口中的废物、她是现代贪狼佣兵团的三大王牌之一,是黑白两道都避其锋芒的苏简!一朝穿越,成为了瀚海大陆八大家族中刚被灭门冰家的废物少主。当佣兵苏简成为了冰家少主,又将在瀚海掀起怎样的风云!一身红衣男装,引天下男女尽折腰。清冷狂傲羁扬,惧苍生鬼神惊九霄。天下倾覆,只在那素手翻覆之间!
  • 时空异常

    时空异常

    一个地球的征程,一个异常的故事。从完美纪元到公元2253年,六十亿年来,万千个世界的起点坐标在这个小小的星球。零学院的,拥有“时空能力”的学生们;异常研究院的,每一位研究人士和实习人员、友善异常;联合国的,尖端的科技与精英汇聚的政府;还有无数的微小组织:末日仆从会、诺斯加尔德、天空海监狱…为了人类而战。不管是所有人类,还是某个人类。P.S.本书无主角,欢迎认领属于你的角色或与我联系创造属于你的角色。QQ群:877030434