亞馬孫河為何會(huì)倒流？

希德·帕金斯是田納西州克羅斯韋爾的一名自由科普作家，專業(yè)領(lǐng)域?yàn)榈厍蚩茖W(xué)，古生物學(xué)，對(duì)天文學(xué)，行星科學(xué)，材料科學(xué)以及工程學(xué)也有所涉獵。希德的教育背景還是蠻豐富的，他擁有基督教兄弟學(xué)院（位于田納西州孟菲斯）的學(xué)士學(xué)位，空軍技術(shù)學(xué)院的學(xué)士和碩士學(xué)位，還有哥倫比亞密蘇里大學(xué)的新聞碩士學(xué)位。

數(shù)百萬(wàn)年前，自東向西流淌的河流在今天的巴西北部轉(zhuǎn)而流向大西洋，偉大的亞馬孫河由此誕生。

早期研究表明，亞馬孫河逆轉(zhuǎn)流向是南美大陸深處灼熱的黏性巖石的變化導(dǎo)致的。但計(jì)算機(jī)模型顯示，亞馬孫河U形大轉(zhuǎn)彎的真正原因是較為常見(jiàn)的地球表面的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)。隨著安第斯山脈的崛起，海底沉積物持續(xù)受到侵蝕，再加上運(yùn)動(dòng)、沉積，從而不斷塑造地表形狀。

安第斯山脈坐落在南美大陸西海岸邊緣地區(qū)。巴西圣保羅大學(xué)的地球物理學(xué)家維克多·撒希克認(rèn)為，該山脈的中間部分形成于6500萬(wàn)年前，而山脈北部則在稍后的幾百萬(wàn)年中逐漸形成。然而，實(shí)地研究表明，滿載安第斯山脈的泥沙橫穿美洲大陸流向大西洋的亞馬孫河成型于1000萬(wàn)年前。在那之前，在如今的亞馬孫盆地，雨水向西流入安第斯山脈東部邊緣的眾多湖泊，然后向北流入加勒比海。

然而，“地質(zhì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致古代排水發(fā)生變化從而改變亞馬孫河流向”的說(shuō)法引起了激烈的爭(zhēng)論。

撒希克表示，安第斯山脈崛起過(guò)程中的巨大壓力將地殼下壓形成凹槽，山脈東部的湖泊就是在這些凹槽中形成的。但是由于某種原因，在長(zhǎng)達(dá)幾百萬(wàn)年的時(shí)間里，凹槽下面的地帶不斷抬高，這些湖泊逐漸讓位于一片廣袤的濕地。后來(lái)，當(dāng)陸地逐漸抬高，這些濕地就全部消失了。此前，科學(xué)家曾提出，地幔（位于地核與地殼之間的流動(dòng)物質(zhì)）中熔巖的循環(huán)發(fā)生變化，將安第斯山脈東部的地帶向上擠壓，從而改變了地表河流的流向。

然而，新的研究將矛頭指向了地表侵蝕，這是地表成因更為“世俗”的因素。撒希克提出一個(gè)計(jì)算機(jī)模型，模型涵蓋了安第斯山脈形成、地殼在該地區(qū)的彎曲以及氣候之間的相互作用。（比如，崛起的山脈攔截了更多濕潤(rùn)氣流，從而獲得了更多降水，而降水又加大了地表的侵蝕程度。）撒希克提到，該模型模擬了南美地形在過(guò)去4000萬(wàn)年中的演變，這一時(shí)間始于安第斯山脈中部崛起之后，東部側(cè)翼抬升之前。

撒希克在《地球與行星科學(xué)通訊》的在線報(bào)告中指出，模型的結(jié)果再現(xiàn)了地質(zhì)記錄中的許多內(nèi)容。最初，由于山脈擠壓地殼形成凹槽的速度快于沉積物填充的速度，湖泊就大量出現(xiàn)于安第斯山脈東部。然后，地勢(shì)下沉速度減緩，安第斯山脈剝落的沉積物不斷累積，將湖泊漸漸填滿，地表陸地升得更高。山脈東部的地勢(shì)逐漸高于亞馬孫盆地東部，由此，大約1000萬(wàn)年前，一個(gè)從安第斯山脈伸向大西洋的斜坡產(chǎn)生了。

撒希克的模型顯示，地球的這些過(guò)程解釋了南美洲北部的地質(zhì)記錄。“侵蝕和沉積的力量非常強(qiáng)大，”法國(guó)傅里葉大學(xué)地球物理學(xué)家讓·布羅恩說(shuō)，“模擬時(shí)問(wèn)也剛剛好。”研究人員還發(fā)現(xiàn)，每年被帶到亞馬孫河入海口并被沖入海洋的沉積物數(shù)量會(huì)隨時(shí)間的推移而增多，從該地區(qū)鉆撈出的沉積物核心樣本中已經(jīng)清晰地看到了這一點(diǎn)。“這是模型的一個(gè)不錯(cuò)的預(yù)測(cè)。”布羅恩說(shuō)。

阿姆斯特丹大學(xué)的地球物理學(xué)家卡瑞納·霍恩認(rèn)為，沉積物累積的速度越來(lái)越快，很可能是因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，沉積物以“跳房子”的方式在陸地上“游走”：在一個(gè)地點(diǎn)沉下去，然后在另一個(gè)地點(diǎn)冒出來(lái)。或者，（沉積物累積速度加快）也可能是始于2400萬(wàn)年前的冰河世紀(jì)時(shí)期的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)對(duì)安第斯山脈造成的侵蝕作用集中爆發(fā)的結(jié)果。

撒希克坦言，模擬無(wú)法有效預(yù)測(cè)廣袤濕地的大小、形狀以及存在時(shí)間的長(zhǎng)短，在1.5億年前至1600萬(wàn)年前，這些大片的濕地曾是如今亞馬孫盆地的腹地。但他同時(shí)指出，該地區(qū)地幔循環(huán)的變化確實(shí)對(duì)地形的塑造起了一定作用，雖然是次要作用。撒希克將試著把這類運(yùn)動(dòng)加入未來(lái)的模擬中，以期能更好地解釋地形的演變過(guò)程。

布羅恩認(rèn)為，地幔循環(huán)的變化“很難量化，而且（在現(xiàn)實(shí)中）更難覺(jué)察出”。但是，結(jié)合這些變化對(duì)地表的緩慢影響，比如侵蝕作用，“人類或許最終能夠理清事情的來(lái)龍去脈”。endprint