為什麼大江大河的河道都是彎彎曲曲的呢,愛因斯坦給出了答案

世界上的河流,不論是小溪流還是大江大河,都是蜿蜒流淌的,除了人工運河外,沒有一條自然形成的河流是沿著直線向前奔流的。

為什麼大江大河的河道都是彎彎曲曲的呢,愛因斯坦給出了答案

水往低處流,雨水或雪水在傾斜的地勢上就會從較高處向較低處流淌,形成水流。但即使是扁“v”形的山谷(這樣的地勢一般在兩山相夾的地帶),水流也不會安穩地沿著谷底由高到低流淌,總是彎彎曲曲,左拐右拐,形成了圍繞山谷谷底的曲線。其實按理說,沿著v形山谷的谷底流淌應該是水最喜歡的,因為沿著這條線的地勢高低落差最大,若是左拐右拐,水流淌的動力和落差反而減小了,可是水卻偏不按落差最大、最短的線路走,偏要左拐右拐,這是為什麼呢?

更有意思的是,河流彎曲的形狀也是不斷變化的,在變化過程中,經常會生出一個像希臘字母Ω形狀的湖泊出來!湖泊沒有活水進來,不長時間也就乾涸了,留下一個個乾涸的Ω痕跡。

這種情況經常讓架橋的人類尷尬,如果不進行細緻的觀察,把橋架在了一個經常挪窩的彎曲河段的話,不幾年,那條河就有可能從橋頭原來的陸地上衝出一條河道來,把橋甩在了一邊。更糟糕的情況是橋直接就被蜿蜒而來的河段沖毀坍塌。

為什麼大江大河的河道都是彎彎曲曲的呢,愛因斯坦給出了答案

這些有意思的現象很常見但又很難解,曾經有很多科學家都想解釋為什麼河流非要蜿蜒流淌,蜿蜒前行。甚至連愛因斯坦也上陣了,有愛因斯坦的參與,河流的蜿蜒之謎也算是有比較清楚的解釋了。

愛因斯坦泡茶時靈光一現

愛因斯坦高明在於他是用思想來模擬事物,用思想來做實驗的。

不過關於河流蜿蜒之謎,愛因斯坦是在泡茶的時候順便解決的。愛因斯坦在泡茶時發現,茶壺裡的茶葉一般是沉降散佈在壺底的,如果用勺子在茶壺中攪一攪,會發現這時的茶葉全部都會聚集到壺底的中央,這是因為漩渦中心的壓強低,物質會隨著旋轉的水流聚向漩渦的中心。這個過程就好像漩渦能夠從周圍搶東西似的。

愛因斯坦認為河水在流淌過程中總是受各種因素的影響,不會直線流淌,而是充滿了許許多多的漩渦,邊打著旋兒邊向前流淌,即使是在非常光滑筆直的管道中,水若流動太快,湍動的漩渦也會產生。這些漩渦會把周邊的物質攪向漩渦的中心。因此,河岸總是遭受著水流漩渦的搶劫,被水流漩渦不斷地搶走鬆動的土石,特別很鬆軟的河岸,在河流衝擊下,身體被掏空了,出現了凹坑,這凹坑一旦出現,水流更容易在此處形成搶奪力更強的漩渦,於是河岸側壁凹陷越來越大,逐漸形成了河流的一個彎曲河段。河流的所有彎曲河段就是這樣形成的。

由於河岸側壁總是有薄弱地帶,因此河流也就會出現很多個彎折,彎彎曲曲,蜿蜒流淌。

牛軛湖的來歷

河流蜿蜒的形狀之謎揭開了,那麼對於河流留下的Ω痕跡就容易解釋了。

彎曲河段一旦形成,其彎曲的程度就會不斷髮展和擴大。這容易理解,因為在水流繞過彎折的過程中,會因離心力對河岸的沖刷更大,於是彎曲的河段會被沖刷得越來越彎曲,有的最後竟然又回到原來河道的方向上來,使河道彎曲成一個近似的圓。但河流又會尋找一條捷徑,拋棄彎曲河段,重新形成一條河道。被拋棄的河段就形成一個彎曲的湖,人們把這種圓圈般的湖叫做“牛軛湖”,因其形狀像牛拉車用的牛軛而得名。這牛軛湖由於沒有活水進出,不長時間之後,就會乾涸掉,變成圓圈形的痕跡。

為什麼大江大河的河道都是彎彎曲曲的呢,愛因斯坦給出了答案

拋棄了彎曲河段的河流會繼續上述的過程,在另一個地方又鼓出一個彎曲鼓包來,鼓包的不斷髮展又會形成一個牛軛湖……這樣天長地久,河流就會在它流經的區域形成很多彎曲的舊河道,地理上叫做“滾動條”,例如俯瞰我國的松花江,就會發現牛軛湖和很多滾動條。這些都是河流蜿蜒的歷史痕跡。


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