河流唯一不變的屬性是變化。正如希臘哲學(xué)家赫拉克利特(Heraclitus)所說：“沒有人兩次踏入同一條河。” 盡管這種動(dòng)態(tài)的特性通常是看不見的，但忘記它卻導(dǎo)致了許多歷史性的災(zāi)難。

最近，加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的地貌學(xué)家瓦姆西·甘蒂(Vamsi Ganti)及其合作者發(fā)表了一項(xiàng)研究，發(fā)現(xiàn)海平面上升將導(dǎo)致河流比過去更頻繁地在三角洲上跳河或伏伏?，F(xiàn)在，他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，一次完美的風(fēng)暴(包括更大的洪水和更細(xì)的沉積物尺寸)將使這些破壞性事件越來越多地發(fā)生在內(nèi)陸。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《地球物理研究快報(bào)》上，警告說，重大災(zāi)難可能會(huì)襲擊許多歷史上從未為這些問題擔(dān)心的城市中心。

甘蒂解釋說，在相對平坦的大河上，撕裂往往發(fā)生在死水地區(qū)。“這是河水感覺到海平面影響的區(qū)域。” 該區(qū)域始于河口，可以向內(nèi)陸延伸較遠(yuǎn)。例如，密西西比河的死水段距海岸500公里。

該團(tuán)隊(duì)正在通過衛(wèi)星和遙感數(shù)據(jù)尋找歷史破壞，并發(fā)現(xiàn)了馬達(dá)加斯加獨(dú)特的三角洲。島上有許多條短河，這些河從山上流下來，并帶有非常好的沉積物。這是由于腐殖質(zhì)土壤(由淤泥和崩解的巖石制成的松軟的土壤)支配著該國的高地。主要作者，地理學(xué)系博士后山姆·布魯克說，由于島上猖de的森林砍伐加劇，裸露的土壤為島上渾濁的紅河供食，使其成為地球上侵蝕最快的地方之一。

布魯克使用1970年代后期以來拍攝的多個(gè)衛(wèi)星圖像，制作了時(shí)間序列動(dòng)畫，以傳達(dá)馬達(dá)加斯加河三角洲的發(fā)展速度。利用這些數(shù)據(jù)，他能夠獲得河流的流量以及洪水期間河道保持滿水的時(shí)間。

將數(shù)據(jù)與衛(wèi)星圖像相結(jié)合得出了令人驚訝的結(jié)論。河流的回水區(qū)附近沒有發(fā)生撕脫。布魯克回憶說：“相反，它們是(上游)上游的大約20倍，超出了我們期望它們以簡單回水比例為基礎(chǔ)的模型的范圍。” 研究人員意識(shí)到，他們必須更新三角洲上發(fā)生撕脫的地方的模型。

更好的模型

團(tuán)隊(duì)擴(kuò)展的理論可以歸結(jié)為簡單的關(guān)系。河道中有兩個(gè)過程在起作用—洪水的持續(xù)時(shí)間以及河流適應(yīng)變化所花費(fèi)的時(shí)間。這些現(xiàn)象的相對時(shí)間尺度決定了撕脫發(fā)生的位置。

如果洪水短于河水調(diào)整所需的時(shí)間，則侵蝕和沉積僅限于回水區(qū)。但是，如果洪水持續(xù)的時(shí)間超過了調(diào)整河流所需的時(shí)間，則洪水期間的侵蝕會(huì)流到河口的上游，這使得河流有可能向更遠(yuǎn)的內(nèi)陸擴(kuò)張。

像密西西比河這樣的大型平坦河道變化緩慢，但是陡峭的河道中沉積有大量的細(xì)小泥沙可以很快地進(jìn)行調(diào)整。甘蒂說：“在給定的洪水中，整個(gè)通道都可以在死水區(qū)域內(nèi)被重鋪表面，侵蝕會(huì)向上游傳播得更遠(yuǎn)。” 像馬達(dá)加斯加的河流一樣，這是相對陡峭且沉積物很多的河流。

當(dāng)河流攜帶足夠的水以超過其河岸時(shí)，洪水泛濫。而在其大部分長度中，洪水淹沒的水道將做到這一點(diǎn)。但是水位受到河口附近通過回水區(qū)的海平面的限制。因此，洪水期間增加的水量開始更快地運(yùn)動(dòng)，增加了侵蝕，并使河床沖刷得更深。

然后，隨著洪水條件的繼續(xù)，這波侵蝕浪潮會(huì)向上游擴(kuò)散，使河流向遠(yuǎn)離回水區(qū)的上游抽水-比預(yù)期的要遠(yuǎn)得多。

出現(xiàn)預(yù)兆

甘蒂說：“氣候模型預(yù)測，在變暖的世界中，極端洪水的發(fā)生頻率會(huì)更高。” 結(jié)果，撕脫可能開始在世界范圍內(nèi)的河流上向更遠(yuǎn)的內(nèi)陸移動(dòng)。

但是溫室氣體排放并不是影響河流的唯一人類活動(dòng)。沙子和礫石是建筑和基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，人類現(xiàn)在正在大規(guī)模開采這些資源。不幸的是，這些物質(zhì)占沖積沉積物的大部分，這意味著我們的活動(dòng)導(dǎo)致許多地方的沉積物變得更細(xì)。河流可以攜帶更多的這種細(xì)顆粒物質(zhì)，而增加的負(fù)荷會(huì)減少改變渠道[?]所需的時(shí)間。再一次，這使得撕脫發(fā)生在更上游。

更重要的是，海平面上升正在將回水區(qū)本身推向內(nèi)陸。這三個(gè)因素結(jié)合在一起，為在三角洲更遠(yuǎn)的內(nèi)陸發(fā)生重大撕脫創(chuàng)造了理想的方法，Ganti解釋說。這可能導(dǎo)致由于極端洪災(zāi)而導(dǎo)致房屋，生命和生計(jì)喪失的趨勢在增加，這可能是在歷史上從未必須應(yīng)對這些危害的地方。

根據(jù)研究小組的前一篇論文，隨著海平面上升，這些事件也將變得更加頻繁。

瓦姆西警告說：“將來，我們應(yīng)該做好準(zhǔn)備，避免遭受嚴(yán)重的洪災(zāi)。”

三角洲一直是人類的重要資源，被農(nóng)業(yè)，運(yùn)輸和工業(yè)所利用。許多文明大城市都沿著世界大水道的河岸發(fā)展。研究人員說，它們的活力一直給社會(huì)帶來挑戰(zhàn)，但是研究人員說，由于河流變得越來越難以預(yù)測且更加動(dòng)蕩，我們將需要采取更多的預(yù)防措施來確保我們的安全和福祉。