知识百科 亚马逊河“扭头”之谜

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知识百科 亚马逊河“扭头”之谜

亚马逊河“扭头”之谜

南美洲著名的亚马逊河发源于秘鲁南部的安第斯山脉,浩浩荡荡绵延6500多千米,最终注入大西洋,沿途不断扩展着自己的地盘,形成了星罗棋布的河流湖泊,滋润着大面积的丛林和平原,繁衍着地球上最多的物种。鸟瞰亚马逊流域,一片郁郁葱葱,西部是较高的安第斯山脉,东北部是一些高地,南部也是一些高地,看起来有点像盆地,只是在入海口处的地势最低,能够与大西洋接头。

下游矿物流窜到上游

亚马逊河流域地势平缓,水流速度并不快。近期,美国加利福尼亚大学的研究生们想搞清楚在这种水流速度下,10年内会有多少沉积物被亚马逊河从安第斯山脉源头冲刷掉。这需要检测河床的沉积物。但在检测这些沉积物时,研究者惊讶地发现,几乎所有的水成岩矿物颗粒都好像不是来自安第斯山脉,而是来自河流下游的中东部地区。这些矿物颗粒都不年轻,甚至是20亿年前的古老矿物,而安第斯山脉还是新形成的山脉,不可能拥有这么古老的矿物。这些沉积物都是红色的黏土岩和白色的石英砂岩,其颗粒明显来自中东部地区的花岗岩和其他浅色岩石,可是这些岩石都处于亚马逊的中下游地区,难道这些下游的矿物会逆流而上?来到亚马逊流域,观赏美丽的风景,或想到安第斯山脉观光?

亚马逊河曾经扭头?

经过多方面考察,美国北卡罗莱州大学的科学家认为,一个最合理的解释就是,在百万年前亚马逊河是倒着流的。如果河水一直是自西向东流,所有的沉积物矿物都应该是来自安第斯山脉的年轻矿物颗粒。可是所检测到的矿物都是中东部地区的古老矿物,可能原本自东向西流的亚马逊河在奔腾了亿万年后,中途扭头改向,变成现在的自西向东流。原本被河流冲刷携带到西部的东部颗粒现在又被河水带回老家,在回家的途中由于流速减慢而沉积了下来。

以前的研究也曾怀疑河水倒流,但他们只是怀疑亚马逊河的一部分曾经倒流。当科学家漫步了80%的亚马逊流域,收集岩石中锆石样品(锆石是地质学家确定沉积物年龄的最常用的矿物)。得到的数据显示,大部分砂岩年龄都在20.8亿年前,最年轻也有16亿岁,这说明河流的转向是整体的。在一段时间内,20亿年前的矿物颗粒在河流中普遍流淌着,期望着回老家,可是却由于河水流速过低而沉积下来形成了砂岩。

亚马逊河发源于西太平洋沿岸的安第斯山脉

亚马逊河何以扭头?

我们可以认为亚马逊河曾经扭头,甚至可以认为亚马逊河曾经消失又出现,无论怎么认为,都需要有充足的证据和原因来说明。目前对于亚马逊河曾经扭头逆流的过程,科学家已经找到充分合理的机制来描述。

在白垩纪以前,距今1.45亿~ 6500万年前,当南美洲和非洲板块相互分离,由于板块的运动方向不稳定,两个板块相互交错,于是美洲的地形是东部较高。当时还没有现在的安第斯山脉,当时的亚马逊河就是自东向西流的,也就是从东部大西洋沿岸流向东太平洋。汹涌的河水不但冲刷着沿途的矿物,甚至把深层20亿年前的美洲东部岩层也冲刷下来,古老的矿物颗粒随河流被携带到美洲西部。

在距今2400万~500万年前,地球历史上被称作中新世的时代,地壳的强烈运动形成了南美洲的安第斯山脉和其他地区的高大山脉(包括喜马拉雅山和阿尔卑斯山)。这些沧海桑田的变化诞生了欧洲和亚洲的许多新河流,或者改变了原来河流的河道,南美洲也不例外,安第斯山脉的隆起,势必阻断了亚马逊河的入海口,同时下游地势不断抬高,迫使亚马逊河扭头转向。

亚马逊河流域的卫星图片

进一步考察发现,在安第斯山脉和其东部一条山脊之间的盆地区域,布满了灰色和绿色的黏土岩、褐色砂岩,稍下层是被称为褐煤的化石化植物。很明显,泥沙的暗色颗粒不可能来自浅色的花岗岩,许多褐色的砂粒应该是来自新生的安第斯山暗色片岩。而且,在黏土岩和片岩中还发现了一些松类和椤类植物的花粉粒和孢子,这些植物只有在安第斯山脉较高的位置才能找到。可以确定,这些沉积物来自安第斯山脉。可是,奇怪的是,为什么这一地区特殊,其他地区就没有机会沉积安第斯山脉的物产呢?看来过程还没有那么简单。

亚马逊河的曲折历程

根据所检测到的结果,科学家进一步推测:在安第斯山脉隆起之前,大约在2300万年前,安第斯地区东部先隆起一条山脊,叫做普鲁斯山脊,它好像是安第斯山脉的开路先锋,首先阻挡了亚马逊河的滔滔江水,把亚马逊河拦腰截断。迫使其东部部分的亚马逊河扭头逃跑,向大西洋沿岸的老巢撤军,可是老巢也是高地,回流的水流只会越来越缓,趋近于静止,古老的矿物颗粒无法继续在水中呆着,只能不断沉降下来,形成了现在所探测到的沉积岩。

撤回的河水由于无法倾泻,积聚起来,积聚的河水越来越多,就出现了水漫金山的壮观场面。水越漫越高,东部沿岸的高地终于承受不住,被冲垮了一个缺口,于是一发不可收拾,全部河水都想涌过这个缺口,然后高地就像决口的河堤一样崩溃了,积聚的河水终于有了倾泻的地方。从此,普鲁斯山拱东部的亚马逊河就在此注入大西洋。同时由于水漫金山的冲击,亚马逊河流过的区域更加平原化,亚马逊的支流也大量增多,平缓的地势使得亚马逊河流速明显比很久以前缓了许多。至于普鲁斯山拱西部的原亚马逊河的脑袋部分还是照样向西流向太平洋。

很快,地球的历史来到白垩纪末期,即大约1500万年前,安第斯山脉开始隆起长高,普鲁斯山脊西部的河流也没有逃脱被胁迫的命运,其入海口被霸道的安第斯山脉堵住了,河水只能回流到普鲁斯山脊,然后在两山之间汇集,形成了盆地湖泊,但是湖水是不断上涨的,把安第斯山中的许多矿物和植物卷进了湖水中,在湖底盆地区域沉积下来。

亚马逊河流域地势平缓,水流速度不快

毕竟,普鲁斯山脊比安第斯山脉矮一些,于是湖水最终冲破了普鲁斯山脊的限制,重新找到了它的亚马逊队伍。自此,亚马逊河还是亚马逊河,只是流淌方向发生了180°的大逆转;缓慢的河流到处游逛,与湖泊交织,形成了现在的亚马逊流域。

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