瀑布

瀑布(地质学名词)

瀑布在地质学上叫跌水,即河水在流经断层、凹陷等地区时垂直地从高空跌落的现象。在河流存在的时段内,瀑布是一种暂时性的特征,它最终会消失。

瀑布是流动的河水突然而近似垂直跌落的地区,是河水流动中的主要阻断。在大部分情况下,河流总是透过侵蚀和淤积过程来平整流动途中的不平坦之处。经过一段时间以后,河流的纵断面(坡度曲线)会形成一平滑的弧线∶河源处最陡,河口处最和缓。瀑布中断了这弧线,显示了侵蚀过程的进展。瀑布也称河落(falls,亦译瀑布),有时也称大瀑布(cataract),后者尤用于谈及很大的水量时。比较低、陡峭度较小的瀑布称小瀑布(cascade),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和白水,这些河段称急流。

瀑布

1 瀑布(形成)

瀑布存在的一个最常见的原因便是岩石类型的差异。河流跨越许多岩相边界。如果河流从坚硬的岩石河床流向比较柔软的岩石河床,较软的岩石河床很可能的侵蚀更快,并且两种岩石类型相接处的坡度更陡。当河流改变方向并露出不同的岩石河床间的相接处时,便会发生这种情况。

另一种情况是:古代有一大块熔岩从河床下挤上来,岩石硬化后,在河道中形成了一堵“墙”,阻拦了河水。中国的黄石瀑布就是这样形成的。

第三种情况是:古代的冰川切入山谷之中,使两侧形成悬崖峭壁,瀑布由此在峭壁上生成。

形成瀑布的另一相关原因是河床上有许多条状的坚硬岩石。尼罗河上已出现一系列大瀑布,尼罗河水已充分侵蚀河床,结果露出坚硬的结晶质基底岩。

还有瀑布较少因岩层的特性形成,更多由陆地的结构和形状而形成。例如,隆起的高地玄武岩可形成坚硬的台地,河水在其边缘产生瀑布,北爱尔兰的玄武岩上便是这样。在更大的规模上看,非洲南半部的岩石外表结构——一块很高的高地,四周是陡坡——使该地区大部分主要的河流都产生瀑布和急流,其中有刚果河上的李文斯敦瀑布(Livingstone Falls)和橘河上的奥赫拉比斯瀑布(Augrabies)。一般情况下,随着山区地形的坡度加大,瀑布的数量也就增多。

河水侵蚀和地质特征并不是产生瀑布的仅有因素。沿着断层进行的构造运动会将坚硬和软性岩石聚拢在一起,促成瀑布的产生。河床海平面的急降使下蚀作用增加,并使河床上的裂点向上游方向后撤(或者说,坡度的急剧变化标示着河床基准水面的变化)。依赖海平面、河水流动和地质特征以及其他因素,河落或急流可能在河床上出现裂点之处得到发展。冰川作用已形成众多瀑布,那里的河谷已被冰蚀过度加深,支流河谷被留在陡峭的河谷两侧高处。加利福尼亚州一座由冰川作用凿出的约塞米蒂瀑布(Yosemite)便从436米(1,430尺)高度的一个悬谷跌落下来。

从河流的时间尺度来看,瀑布是一种短暂的现象,终将销声匿迹。其侵蚀速度取决于一已知瀑布的落差、水量、岩石的种类和结构以及其他一些因素。有时由于悬崖或陡坡的溯源侵蚀而使瀑布向上游退缩;在其他情况下,侵蚀会产生下切作用而将瀑布所在的整个河段夷平。随着时间的推移,凭藉这两种手段或其中任一种手段,河流的必然趋势是消除既已形成的瀑布。河流的能量总是趋于使河流呈现比较平滑的凹形纵向剖面。

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