要有瀑布,必定有水流和断崖,例如尼亚加拉大瀑布,就是尼亚加拉河以及河道上一段陡峭的断崖形成的。
大自然的规律是“水往低处流”,所以水流总是会向着地势最低的方向流动。流动的水经过陡坡或悬崖,形成近乎垂直倾泻而下的水流,这就是瀑布,也称跌水。大瀑布所在之地往往会成为著名的风景区,如我国的黄果树瀑布、黄河上游的壶口瀑布、江西庐山瀑布等。我国唐代诗人李白曾写下“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”的诗句来形容庐山瀑布的壮丽景色。
流水虽然创造了瀑布,但它也让瀑布逐渐后退,最终消失。这是为什么呢?原来,流水是改变地球外表特征最强大的力量,它造就了瀑布,但随着水流对悬崖天长日久地冲刷和侵蚀,使得瀑布所在的悬崖不断地坍塌,瀑布便向上游方向后退并降低高度,直至消失。
我们还是以尼亚加拉大瀑布为例,回顾一下它的来历,就会发现其中的秘密。
1841年和1842年,英国著名地质学家莱伊尔两次在实地考察尼亚加拉大瀑布后得出结论:大瀑布最初的位置距离现在的位置大约有11千米,它一开始就在“节节败退”,平均速度大约为每年0.3米,据此推算,它已经后退了35 000多年。原因在于,尼亚加拉河大量的河水经过瀑布的瞬间跌落,强烈冲击悬崖下部松软的页岩和泥沙,逐渐将其淘空,上部坚硬的白云岩在失去了下部的支撑后逐渐崩塌,从而造成了悬崖一步一步地后退,中间比两侧塌得更多、更快,于是便形成了弯曲的马蹄形。
试想一下,如果流水不止,尼亚加拉大瀑布会不会在某一天消失不见呢?人们已经开始思考这样的问题:如果按历史上的后退速度来推算,过不了几万年,尼亚加拉大瀑布将退到河流上游处的伊利湖边,瀑布也就消失了。
所以,20世纪50年代以后,美国和加拿大两国花费了巨资来保护尼亚加拉大瀑布,具体措施包括控制水流、用混凝土加固岩壁等,有效地控制了瀑布后退的速度,如今它仅以每年不到3厘米的速度缓慢后退,如此一来,既保护了美丽的自然风景,也消除了人们心中的隐忧。
实际上,所有的瀑布都是在不断变化的,“步步后退”是瀑布的一种普遍现象。在地质学上,有个专业术语叫“溯源侵蚀”,指的是河流在长期的冲刷过程中,会不断地向上游侵蚀,也就是说瀑布会不停地由下游向上游推移,所以,又称之为“向源侵蚀”。我国的黄河壶口瀑布也是一个典型的例子。有学者研究认为,历史上的壶口瀑布每年后退3~5米,当地的监测结果显示,目前壶口瀑布每年大约向上游后移两三厘米。针对有人提出的用高标准的钢筋水泥加固壶口瀑布下岩层的建议,也有人提出了反对意见,认为自然物应该保持它的原始状态,防止人为破坏大自然的美景。
人类的活动可以延缓瀑布后退,但也可能会让瀑布“快步”消失,世界上著名的塞特凯达斯大瀑布就是一个典型的例子。该瀑布位于南美洲的巴西和巴拉圭边境巴拉那河上,1991年这里建成了世界上发电量最大的水电站——伊泰普水电站,长达7744米的大坝拦腰斩断了河流,这个曾经落差达114米的宏伟瀑布即将消失,让人非常遗憾。
当然,并不是所有的水电站都会如此,例如尼亚加拉水电站、黄果树瀑布水电站等等。