作者哈里森·塔索夫,加州大学圣巴巴拉分校 马达加斯加中部马涅河三角洲的洪水将非常细的红色沉积物带入莫桑比克海峡
信用:哨兵2图像由欧空局/哥白尼提供 河流唯一一致的属性是变化
正如希腊哲学家赫拉克利特所说,“没有人会在同一条河里走两次
“尽管这种动态的本质往往看不见也想不到,但忘记它却导致了许多历史灾难
最近,加州大学圣巴巴拉分校的地貌学家万西·甘蒂和他的合作者发表了一项研究,发现海平面上升会导致河流改道,或者说撕裂,这在三角洲上比过去更常见
现在,他的团队发现,一场完美的风暴因素——包括更大的洪水和更细的沉积物尺寸——将使这些破坏性事件发生在越来越远的内陆
他们发表在《地球物理研究快报》上的研究结果警告说,重大灾难即将袭击许多城市中心,这些城市中心在历史上从未担心过这些问题
甘蒂解释说,在相对平坦的大河上,撕脱往往发生在回水区域
“这是河流感受到海平面影响的区域
“这个地区从河口开始,可以延伸到相对较远的内陆
例如,密西西比河的回水河段距离海岸500公里
该小组通过卫星和遥感数据寻找历史上的撕脱事件,发现了马达加斯加独特的三角洲
该岛有许多从山上流下来的短河流,携带着非常细的沉积物
这是因为腐泥土——由淤泥和崩解的岩石构成的松散、柔软的土壤——占据了这个国家的高地
地理系博士后研究员、主要作者萨姆·布鲁克说,由于岛上猖獗的森林砍伐,裸露的土壤滋养了岛上浑浊的红色河流,使其成为地球上侵蚀最快的地方之一
布鲁克利用自20世纪70年代末以来拍摄的多幅卫星图像,制作了时间序列动画,展示了马达加斯加河流三角洲的发展速度
利用这些数据,他能够获得河流的流量以及洪水期间河道保持满水的时间
将数据与卫星图像结合起来,得出了一个令人惊讶的结论
撕裂并没有发生在河流的回水区域附近
“相反,它们是上游大约20倍的距离,”布鲁克回忆道,“远远超出了我们的预期
模型]使用简单的回水比例
“研究人员意识到,他们必须更新三角洲上发生撕脱的模型
更好的模型 该团队的扩展理论归结为一个简单的关系
河道中有两个过程在起作用——洪水的持续时间和河流适应变化所需的时间
这些现象的相对时间尺度决定了撕脱发生的位置
如果洪水比河流调整所需的时间短,那么侵蚀和沉积仅限于回水区域
然而,如果洪水持续的时间超过了河流需要调整的时间,洪水期间的侵蚀会向河口的上游蔓延,这使得河流有可能向更远的内陆撕裂
像密西西比河这样的大型平坦河流变化缓慢,但含有大量细泥沙的陡峭河流可以很快适应
甘蒂说:“在给定的洪水中,整个河道可以在回水区域重新浮出水面,侵蚀会向上游蔓延得更远。”
“像马达加斯加这样的河流就是这种情况,它们相对陡峭,有许多细泥沙
当河水携带足够的水溢出河岸时,它就会泛滥
在它的大部分长度上,被淹没的水道就能做到这一点
但是水位受到河口附近的海平面的限制,一直上升到回水区域
因此,洪水期间增加的水量开始加速移动,增加侵蚀,并冲刷河床更深
随着洪水条件的持续,这一波侵蚀可能会向上游蔓延,使河流从回水区向上游撕裂——比预期的要远得多
一幅不祥的画面出现了 甘蒂说:“气候模型预测,在全球变暖的情况下,极端洪水会更频繁地发生。”
因此,撕脱可能会在世界各地的河流上向更远的内陆移动
但是温室气体排放并不是影响河流的唯一人类活动
沙子和砾石是建筑和基础设施的重要组成部分,人类现在正在大规模开采这些资源
不幸的是,这些构成了冲积沉积物的粗粒部分,这意味着我们的活动正在许多地方导致更细的沉积物
河流可以携带更多的这种细颗粒物质,增加的负荷减少了它占用河道的时间。]要改变
这又一次使得撕脱发生在更远的上游
更重要的是,海平面上升将回水区域推向内陆
甘蒂解释说,这三个因素结合在一起,为三角洲更远的内陆地区发生大规模撕脱事件创造了完美的配方
这可能导致因极端洪水而失去家园、生命和生计的趋势日益加剧,可能发生在历史上从未处理过这些灾害的地方
根据该小组先前的论文,随着海平面上升,这些事件也会变得更加频繁
万西警告说:“我们应该做好准备,以防将来发生严重的洪水灾害。”
河流三角洲一直是人类的重要资源,用于农业、交通和工业
许多文明世界中最大的城市都是沿着世界上最大的水道沿岸发展起来的
他们的活力一直对社会构成挑战,但研究人员表示,随着河流变得越来越不可预测、越来越不稳定,我们需要采取更多预防措施来确保我们的安全和福祉
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