物理科技生物学-PHYICA

蜿香岛りょう蜒的河流会形成“对点坝”,不管其地质情况如何

地球 2021-12-03 00:00:12

德克萨斯大学奥斯汀分校 马莫雷河的卫星图像,用红色的点条(红色)和蓝色的对点条(蓝色)来说明水流路径和沉积物沉积的变化

从2005年到2010年,这条河(深蓝色)经历了一个瓶颈期(浅蓝色)

流动路径的这种变化导致形成小的和高度弯曲的弯曲(弯曲1和2)

当弯曲2向下游移动时,在弯曲2的后面形成反点杆

信用:西尔维斯特等人

蜿蜒河流的海岸线上点缀着新月形的沙带并不罕见

这些狭长地带通常出现在河湾的内侧,在那里河岸环绕着沙地,形成了被称为“尖沙坝”的沉积物

" 当它们出现在向相反方向弯曲的外部河岸时,它们形成“反点”条,这通常被地球科学家解释为异常:一种迹象,表明某些东西——如一块抗侵蚀岩石——正在干扰河流通常的沉积物沉积方式

但是根据奥斯汀的德克萨斯大学领导的研究,反点酒吧并不像人们想象的那样奇怪

事实上,它们是曲折过程中非常正常的一部分

领导这项研究的ut经济地质局的研究科学家佐尔坦·西尔威斯特说:“你不需要一种有抵抗力的基质,没有它你可以得到漂亮的(反点)棒。”

这一发现表明,对点酒吧——以及与之相关的独特的地质和生态——比以前想象的更加普遍

围绕这一事实建立意识可以帮助地球科学家在过去由河流沉积的地质构造中寻找反点沙洲,并了解它们可能如何影响碳氢化合物和水通过它们的流动

这项研究发表在3月12日的美国地质学会公报上

合著者是大卫·莫里克,UT杰克逊地球科学学院的教授;曼尼托巴大学教授保罗·杜金;以及卡尔加里大学的教授斯蒂芬·哈伯德

一系列卫星图像显示了1986 -2018年间玻利维亚马莫雷河的变化路径

左边的序列是彩色的,以点条(红色)和对点条(蓝色)的形式跟踪沉积物的形成

学分:佐尔坦·西尔维斯特/奥斯汀德克萨斯大学

河流一直在流动

对于蜿蜒的河流,这意味着随着时间的推移,当它们蜿蜒穿过一片风景时,开辟出新的道路并重新激活旧的道路

研究人员在一个理想化的计算机模型和自然界中观察到了这种行为,他们使用了玻利维亚马莫雷河一段的卫星照片,该河以其快速改变路径而闻名

卫星照片记录了从1986年到2018年的32年间,这条河是如何变化的

无论是模特还是马莫莱,都出现了对点杠

研究人员发现,这种外观与短而高的弯曲度直接相关:河道中的小尖刺

研究人员观察到,这些尖峰经常在河道突然改变时形成,例如当一个新的牛顿湖通过断流形成时,或者在与一个旧的牛顿湖重新连接后

但是急弯不会停留在原地,它们开始向下游方向迁移

当它们迅速向下游移动时,它们为沉积物在弯道周围积聚成一个反点沙洲创造了条件

研究显示,在马莫莱发生了许多这种情况

例如,在2010年,当牛弓湖与河流的下游部分重新连接时,会形成一个急转弯(图中的弯2)

到2018年,弯道已经移动了大约1

下游5英里处,海岸线上的反向沉积标志着它的路径

地貌学家和工程师早就知道,河流的长期变化可以用局部和上游的曲率值来描述(河流似乎围绕一个小圆圈的地方曲率很高)

在这项研究中,研究人员使用了一个公式,该公式使用这些曲率值来确定在特定位置形成反点条的可能性

计算机生成的蜿蜒河流和相关沉积物的图形

浅蓝色代表河流的水流

深蓝色代表由于河流蜿蜒而被切断的旧的水流区域

沿着流动路径的条纹区域代表点状条(红色)和对点状条(蓝色)形式的沉积物

信用:西尔维斯特等人

西尔维斯特说,他很惊讶这个公式——以及部分用来推导它的简化模型——在解释被认为是一个复杂现象方面的效果如何

“天然河流,它们实际上离这些真正简单的模型预测的不远,”西尔维斯特说

这不是西尔维斯特的研究第一次揭示河流行为可以由相对简单的规则来控制

2019年,他领导了一项发表在《地质学》上的研究,该研究描述了弯曲锋利度和河流迁移之间的直接关系

从表面上看,点状条和对点状条看起来非常相似,并且经常相互融合

但是对点沙洲是不同的环境:与点沙洲相比,它们有更细的沉积物和更低的地形,使得它们更容易被洪水淹没,成为湖泊的宿主

这些特征创造了独特的沿河生态位

但它们在地质学上也很重要,因为保存在地下的古反点沙洲沉积物影响着水、石油和天然气等流体的流动

斯坦福大学的地球科学家和助理教授马修·拉普特雷说,认识到在蜿蜒的河流中很容易形成反点沙洲,并有一个公式来预测它们将在哪里形成,这是一个重大的进步

“总之,西尔维斯特等人的结果

对一系列科学和工程问题有着重要的影响

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