今年科学院开放日的时候,恰好收到知乎的邀请在物理所做了这个主题^_^
先来看看这样的地貌,这是位于美国西北部哥伦比亚高原的水道贫瘠地(Channeled Scabland),总面积相当于大半个上海。其最显著的特征是矩形的峡谷深深切入玄武岩基岩,刨去了土壤,显得非常贫瘠。它是怎么产生的呢?
很明显,这是水的侵蚀作用造成的。但有一些很难用河流解释的现象。比如河流的波痕一般只有几厘米,而这里最高达15米;这是4个尼亚加拉瀑布宽、高达60米的干瀑布。在上世纪20年代,美国地质学家布雷兹(J Harlen Bretz)认为,这是一次超乎想象的大洪水产生的。
和其他学科的脑洞一样,一开始没有人支持这种假说。很简单,水从哪里来?但后来,地质学家们发现,在第四纪冰期,水道贫瘠地的上游有一个被冰川堵住形成的堰塞湖——米苏拉冰川湖。湖水深达600米,储水量2000立方千米。当湖水冲破冰川的束缚时,相当于50座三峡水库的大洪水奔流在北美大地,刻画出这样独特的地貌。洪水甚至在大陆架上也留下了深深的峡谷。
而且很快,我们就发现这样的事件比想象中要更普遍。比如在现代的安第斯山和喜马拉雅山,这样的的冰湖溃决时有发生。左边是安第斯山一个刚刚溃决的冰川湖——卡谢2号冰川湖,几个小时内2亿立方米的湖水就涌向了下游。右边是蓄满了水的冰川湖,半年后又发生溃决了。这个冰川湖在5年内溃决了3次。
这张地图你能一眼看出是哪里吗?其实这是地中海。科学家发现,在大约6百万年前,地中海竟然是一片荒漠。此时直布罗陀抬升,阻隔了大西洋和地中海。直到大约5百万年前,大西洋冲破直布罗陀形成海峡,涌入了高差上千米的地中海盆地,把荒漠变成了海洋。除了直布罗陀海峡,有科学家认为英吉利海峡、博斯普鲁斯海峡海峡也是类似大洪水的产物。
回到咱们中国。地质学家在黄河上游的积石峡发现了4000年前古地震产生堰塞湖的证据。这个堰塞湖可能有上百米深,蓄水量超过100亿立方米。当它溃决时,一场难以想象的大洪水席卷黄河流域。有意思的是,4000年前恰好是黄河上游齐家文化早中期,中游陶寺文化,下游龙山文化衰退,代表夏朝的二里头文化振兴的时间。有研究者认为这就是大禹所治的那场洪水,但还存在争议。
甚至在火星,也有这样大洪水的证据。这里同样出现了水道贫瘠地那样的巨大的波痕和干瀑布,例如长3500千米、宽400千米的卡塞谷,下切超过2.5公里。而与地球不同的是陨石坑形成的流线型岛屿。通过流线的形状,我们可以看到洪水是从左向右流动的,而右上方那个没有流线结构的陨石坑,则可以确定出现在大洪水之后。
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:《科学世界》杂志
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