Водопады не всегда формируются по законам природы
Эксперимент с рекой, построенной в лаборатории, предполагает, что геологические истории по всему миру, возможно, потребуется переписать.
Водопады - это яростные каскады воды, которые подчиняются требованиям гравитации. Существует давнее предположение, что они могут образовываться только тогда, когда это разрешено силами природы.
Тектоническое движение и смещение породы вокруг, изменение уровня моря, переход от крепкой породы к более легко разрушаемой - все это способы, которыми внешние силы, как полагают, влияют на то, где образуются водопады.
Но эта парадигма может измениться. Построив в своей лаборатории уменьшенную реку, группа исследователей продемонстрировала, что водопады иногда могут возникать без какой-либо внешней помощи.
Ученые часто используют наличие водопадов, чтобы попытаться восстановить историю ландшафта. Благодаря лучшему пониманию того, как могут образовываться водопады, новое исследование может побудить ученых пересмотреть то, как наша планета сформировала себя, и помочь им заглянуть назад через глубокое геологическое время с большей точностью.
Хотя в научной литературе высказывались предположения о том, что водопады могут образовываться сами по себе, неясно, как это может происходить. По словам ученых, это новое экспериментальное доказательство.
Чтобы исследовать, как образуются водопады, исследователи построили канал длиной почти 8 метров, шириной более 30 см и глубиной более 260 см. Они наполнили его пенистой породой, наклонили на 20 процентов и позволили богатой осадками воде течь по его поверхности. Используя русло реки, сделанное из пены, а не из настоящего камня, команда смогла наблюдать за тысячелетиями эрозии в очень коротких временных масштабах.
Бурное течение «реки» вниз по крутому склону начало выкапывать части русла. Это происходило неравномерно, некоторые участки размывались быстрее других, и неравномерная эрозия усиливалась по мере того, как река продолжала быстро течь. В конце концов, без каких-либо внешних изменений нагрузки на отложения, скорости потока, формы нижнего канала или чего-либо еще, образовался глубокий карман эрозии, который заставил реку оттолкнуться от более высокого участка русла и выплеснуться на некоторое расстояние.
Водопад появился сам по себе. Ученые предполагали, что водопады всегда возникают в результате геологических или климатических изменений.
Теперь эту идею ученые поставили под сомнение. Исследования могли бы способствовать нашему пониманию ландшафтов Земли. Неправильно приписывая образование водопадов внешним силам, ученые могут «выбирать ошибочные климатические или тектонические сигналы».
Результаты этих экспериментов позволяют предположить, что на крутых участках рек, расположенных выше по течению в горных хребтах по всему миру, с особой вероятностью могут возникать самообразующиеся водопады. Если это так, геологические истории некоторых из этих возвышенных царств должны быть пересмотрены.
По мнению ученых, необходимо провести больше исследований. Но если их гипотеза подтверждается дополнительными доказательствами, то генезис водопадов является более сложной картиной, чем изначально считалось.