要有瀑布,必定有水流和斷崖,例如尼亞加拉大瀑布,就是尼亞加拉河以及河道上一段陡峭的斷崖形成的。
大自然的規律是“水往低處流”,所以水流總是會向著地勢最低的方向流動。流動的水經過陡坡或懸崖,形成近乎垂直傾瀉而下的水流,這就是瀑布,也稱跌水。大瀑布所在之地往往會成為著名的風景區,如我國的黃果樹瀑布、黃河上游的壺口瀑布、江西廬山瀑布等。我國唐代詩人李白曾寫下“飛流直下三千尺,疑是銀河落九天”的詩句來形容廬山瀑布的壯麗景色。
流水雖然創造了瀑布,但它也讓瀑布逐漸后退,最終消失。這是為什么呢?原來,流水是改變地球外表特征最強大的力量,它造就了瀑布,但隨著水流對懸崖天長日久地沖刷和侵蝕,使得瀑布所在的懸崖不斷地坍塌,瀑布便向上游方向后退并降低高度,直至消失。
我們還是以尼亞加拉大瀑布為例,回顧一下它的來歷,就會發現其中的秘密。
1841年和1842年,英國著名地質學家萊伊爾兩次在實地考察尼亞加拉大瀑布后得出結論:大瀑布最初的位置距離現在的位置大約有11千米,它一開始就在“節節敗退”,平均速度大約為每年0.3米,據此推算,它已經后退了35 000多年。原因在于,尼亞加拉河大量的河水經過瀑布的瞬間跌落,強烈沖擊懸崖下部松軟的頁巖和泥沙,逐漸將其淘空,上部堅硬的白云巖在失去了下部的支撐后逐漸崩塌,從而造成了懸崖一步一步地后退,中間比兩側塌得更多、更快,于是便形成了彎曲的馬蹄形。
試想一下,如果流水不止,尼亞加拉大瀑布會不會在某一天消失不見呢?人們已經開始思考這樣的問題:如果按歷史上的后退速度來推算,過不了幾萬年,尼亞加拉大瀑布將退到河流上游處的伊利湖邊,瀑布也就消失了。
所以,20世紀50年代以后,美國和加拿大兩國花費了巨資來保護尼亞加拉大瀑布,具體措施包括控制水流、用混凝土加固巖壁等,有效地控制了瀑布后退的速度,如今它僅以每年不到3厘米的速度緩慢后退,如此一來,既保護了美麗的自然風景,也消除了人們心中的隱憂。
實際上,所有的瀑布都是在不斷變化的,“步步后退”是瀑布的一種普遍現象。在地質學上,有個專業術語叫“溯源侵蝕”,指的是河流在長期的沖刷過程中,會不斷地向上游侵蝕,也就是說瀑布會不停地由下游向上游推移,所以,又稱之為“向源侵蝕”。我國的黃河壺口瀑布也是一個典型的例子。有學者研究認為,歷史上的壺口瀑布每年后退3~5米,當地的監測結果顯示,目前壺口瀑布每年大約向上游后移兩三厘米。針對有人提出的用高標準的鋼筋水泥加固壺口瀑布下巖層的建議,也有人提出了反對意見,認為自然物應該保持它的原始狀態,防止人為破壞大自然的美景。
人類的活動可以延緩瀑布后退,但也可能會讓瀑布“快步”消失,世界上著名的塞特凱達斯大瀑布就是一個典型的例子。該瀑布位于南美洲的巴西和巴拉圭邊境巴拉那河上,1991年這里建成了世界上發電量最大的水電站——伊泰普水電站,長達7744米的大壩攔腰斬斷了河流,這個曾經落差達114米的宏偉瀑布即將消失,讓人非常遺憾。
當然,并不是所有的水電站都會如此,例如尼亞加拉水電站、黃果樹瀑布水電站等等。