瀑布景观大纵览/爱科学学科学系列丛书

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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j中刷而向上游方向逐 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j中击力下不断地坍塌，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～堵墙。我国的庐山瀑布就是在这种 方式形成的典型瀑布。 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。 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J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。P-10