亚马孙河为何会倒流？

希德·帕金斯是田纳西州克罗斯韦尔的一名自由科普作家，专业领域为地球科学，古生物学，对天文学，行星科学，材料科学以及工程学也有所涉猎。希德的教育背景还是蛮丰富的，他拥有基督教兄弟学院（位于田纳西州孟菲斯）的学士学位，空军技术学院的学士和硕士学位，还有哥伦比亚密苏里大学的新闻硕士学位。

数百万年前，自东向西流淌的河流在今天的巴西北部转而流向大西洋，伟大的亚马孙河由此诞生。

早期研究表明，亚马孙河逆转流向是南美大陆深处灼热的黏性岩石的变化导致的。但计算机模型显示，亚马孙河U形大转弯的真正原因是较为常见的地球表面的地质运动。随着安第斯山脉的崛起，海底沉积物持续受到侵蚀，再加上运动、沉积，从而不断塑造地表形状。

安第斯山脉坐落在南美大陆西海岸边缘地区。巴西圣保罗大学的地球物理学家维克多·撒希克认为，该山脉的中间部分形成于6500万年前，而山脉北部则在稍后的几百万年中逐渐形成。然而，实地研究表明，满载安第斯山脉的泥沙横穿美洲大陆流向大西洋的亚马孙河成型于1000万年前。在那之前，在如今的亚马孙盆地，雨水向西流入安第斯山脉东部边缘的众多湖泊，然后向北流入加勒比海。

然而，“地质运动导致古代排水发生变化从而改变亚马孙河流向”的说法引起了激烈的争论。

撒希克表示，安第斯山脉崛起过程中的巨大压力将地壳下压形成凹槽，山脉东部的湖泊就是在这些凹槽中形成的。但是由于某种原因，在长达几百万年的时间里，凹槽下面的地带不断抬高，这些湖泊逐渐让位于一片广袤的湿地。后来，当陆地逐渐抬高，这些湿地就全部消失了。此前，科学家曾提出，地幔（位于地核与地壳之间的流动物质）中熔岩的循环发生变化，将安第斯山脉东部的地带向上挤压，从而改变了地表河流的流向。

然而，新的研究将矛头指向了地表侵蚀，这是地表成因更为“世俗”的因素。撒希克提出一个计算机模型，模型涵盖了安第斯山脉形成、地壳在该地区的弯曲以及气候之间的相互作用。（比如，崛起的山脉拦截了更多湿润气流，从而获得了更多降水，而降水又加大了地表的侵蚀程度。）撒希克提到，该模型模拟了南美地形在过去4000万年中的演变，这一时间始于安第斯山脉中部崛起之后，东部侧翼抬升之前。

撒希克在《地球与行星科学通讯》的在线报告中指出，模型的结果再现了地质记录中的许多内容。最初，由于山脉挤压地壳形成凹槽的速度快于沉积物填充的速度，湖泊就大量出现于安第斯山脉东部。然后，地势下沉速度减缓，安第斯山脉剥落的沉积物不断累积，将湖泊渐渐填满，地表陆地升得更高。山脉东部的地势逐渐高于亚马孙盆地东部，由此，大约1000万年前，一个从安第斯山脉伸向大西洋的斜坡产生了。

撒希克的模型显示，地球的这些过程解释了南美洲北部的地质记录。“侵蚀和沉积的力量非常强大，”法国傅里叶大学地球物理学家让·布罗恩说，“模拟时问也刚刚好。”研究人员还发现，每年被带到亚马孙河入海口并被冲入海洋的沉积物数量会随时间的推移而增多，从该地区钻捞出的沉积物核心样本中已经清晰地看到了这一点。“这是模型的一个不错的预测。”布罗恩说。

阿姆斯特丹大学的地球物理学家卡瑞纳·霍恩认为，沉积物累积的速度越来越快，很可能是因为随着时间的推移，沉积物以“跳房子”的方式在陆地上“游走”：在一个地点沉下去，然后在另一个地点冒出来。或者，（沉积物累积速度加快）也可能是始于2400万年前的冰河世纪时期的地质运动对安第斯山脉造成的侵蚀作用集中爆发的结果。

撒希克坦言，模拟无法有效预测广袤湿地的大小、形状以及存在时间的长短，在1.5亿年前至1600万年前，这些大片的湿地曾是如今亚马孙盆地的腹地。但他同时指出，该地区地幔循环的变化确实对地形的塑造起了一定作用，虽然是次要作用。撒希克将试着把这类运动加入未来的模拟中，以期能更好地解释地形的演变过程。

布罗恩认为，地幔循环的变化“很难量化，而且（在现实中）更难觉察出”。但是，结合这些变化对地表的缓慢影响，比如侵蚀作用，“人类或许最终能够理清事情的来龙去脉”。endprint