新模型揭秘亚马逊河倒灌原因

发生于地球表面的侵蚀和其他地质过程有助解释亚马逊河倒灌的原因。图片来源：NASA

数百万年前，向西流动的河水在穿越今天巴西北部时出现逆转，进而向着大西洋奔流而去，于是亚马逊流域诞生。之前有研究认为，深埋于南美大陆地下的火热黏性岩流的逐渐变化触发了水流逆转。但新计算机模型显示，河水“大转弯”可能是发生在地表更常见的地质过程“惹的祸”——尤其是沉积物持续侵蚀、活动和沉积消磨了不断发展的安第斯山脉。

巴西圣保罗大学地球物理学家Victor Sacek表示，安第斯山脉位于南美洲西海岸内陆边缘地区。该山脉中间部分在约6500万年前开始发展，而山脉北部则在数百万年后才开始上升。但野外考察显示，直到约1000万年前，亚马逊河并非目前的形态。在此以前，落入亚马逊盆地的大多数降雨向西流入若干湖泊中——这些湖泊沿着安第斯山东部边缘形成，然后向北经由河道流入加勒比海。由古老排水模型向现代结构转变导致的地质过程一直处于热烈讨论中。

Sacek表示，在山脉发展挤压地球外壳的巨大重量下降时，安第斯山东部湖群在一个长水槽中形成。但出于某些原因，数百万年来，水槽下方地形缓慢上升，而湖泊则逐渐让位于面积堪比埃及甚至更大的湿地。之后，地形进一步上升，湿地也完全消失。之前有科学家提出，地幔中熔化物质循环出现的变化，将安第斯山东部地区向上挤压，因此改变了排水模型。

但新研究则将责任归咎于更“世俗”的因素：侵蚀。Sacek开发出一种计算机模型，其涵盖了安第斯山脉发展、该地区地壳弯曲性以及气候因素。（例如，随着山脉上升，它们截断了更多湿润气流，并获得更大降雨量，这些反过来增加了侵蚀程度。）

Sacek提到，该模型模拟了过去4000万年中南美地形的演变，这一时间始于安第斯山脉中部诞生之后、东部侧翼上升之前。

研究人员在《地球与行星科学通讯》上在线报告指出，模拟结果再现了地质记录中的许多证据。最初，由于山脉挤压地壳形成水槽的速度快于沉积物的填充速度，湖群形成于安第斯山东部。然后，地势下沉速度减慢，安第斯山剥落的沉积物不断积累，并逐渐填满湖群，然后地形升得更高。最后，仅山脉东部的地形变得比亚马逊盆地东部地形更高，这种变化开始于约1000万年前，它为从安第斯山向大西洋提供了一个向下的斜坡。

“侵蚀和沉积是强劲的势力。”法国傅立叶大学地球物理学家Jean Braun说。Sacek的模型显示这些过程解释了南美洲北部的地质记录，他补充道：“他们在正确的时间做了这些。”研究人员还发现，每年被带到亚马逊河口然后被抛入海洋的沉积物的数量可能在逐渐增加。“这是该模型的一个很不错的预测。”Braun说。

另一方面，Sacek承认，该模型无法有效预测大面积湿地（1600 万年前~1050万年前形成于亚马逊盆地中部）的尺寸、形状和持久性。但他注意到，该地区地下的地幔循环变化可能在地形演变中起了次要作用。Sacek将试着把此类过程纳入其未来地形模拟版本中，以便更好地解释地形是如何演变的。