河流、河口和三角洲

什么是河流、河口和三角洲?

陆地上通过降雨、降雪和地下水产生的绝大多数淡水最终到达海洋。这些水通过溪流和河流向下流动,输送溶解的离子和营养物质、沉积物和污染。这些水道受到人类活动的强烈影响,如化肥使用、筑坝、砍伐森林和建筑。

河流是由重力向下输送的淡水带。它们由较小的支流提供水源,并且可以与其他支流汇合,形成更大的河流。

河口是河流接近海洋的河段。它们受到来自上游的淡水以及潮汐上升带来的盐水流入的影响。

三角洲是靠近河口或河口的地区,这些移动的水体在那里沉积了大量沉积物。

河流

雨水、融水,有时还有地下水,在重力的作用下顺着山坡流到山谷中。水在这里积聚并形成小溪。在山谷汇合的地方,小溪也会汇合,形成溪流,然后再汇合形成河流。这些较小的溪流和小溪被称为支流,它们形成了一个分支网络,从大面积的土地上收集水。所有排入一个河流系统的土地都被称为分水岭或流域,在该土地上发生的所有活动都有可能影响下游河流。这包括在草坪或农田上使用化肥和杀虫剂、采矿作业、表土流失等。

菲沙河

加拿大的弗雷泽河不仅输送水,还输送有助于科学家了解全球碳循环的线索。当河流从落基山脉和海岸山脉蜿蜒向海洋时,它会从大气、岩石和植物中吸收碳。其中一些碳被沉积到海洋中,在那里它可以在海底埋藏数百万年。参与全球河流观测站的科学家分析了像弗雷泽河这样的河流,以追踪沉积物的年龄、它们来自哪里、碳在哪里进出河流,以及最终这一复杂过程如何影响地球气候。(图片由伍兹霍尔海洋研究所Bernhard Peucker Ehrenbrink提供)

当水流向海洋时,它会侵蚀地球,在行进过程中带走沉积物。细小的沉积物悬浮在水柱中,但强劲的水流也会移动较大的砾石和岩石。它们沿着河床滚动,磨损了单个岩石颗粒的外表面,有助于河流岩石的光滑外观。

当河流自然流动时,它们会蜿蜒而行,随着时间的推移河岸会发生变化。来自上游的沉积物可能会沉积在河中央形成沙洲,为鸟类和其他动物提供临时栖息地。每年的洪水都会导致河道的变化,因为大量快速流动的水会取代沙坝,并在泛滥平原上开辟新的通道。洪水期间收集的沉积物可以一直输送到海洋。

河流是几乎所有陆地生命的命脉。它们所包含的电力可以通过水力发电大坝来利用,但大坝的建设通过移除河岸栖息地、改变水温和捕获沉积物,极大地改变了上下游的生态系统。这些变化对鱼类种群和其他水生生物种群产生了深远影响,也可能影响河流排放的沿海地区的化学、生物学和生态系统。

河口

当河流靠近海洋时,它们到达了一个点,来自潮汐的盐水开始与流向下游的淡水混合。这就形成了河口的微咸条件。然而,这两种水并不总是混合均匀。河口任何位置的盐度都会随着淡水流量、潮汐强度、风速和风向以及河口形状的变化而变化,所有这些都会随着时间的推移而变化。

MIT-WOI联合项目学生Christine Mingione正在瓦奎特湾国家河口研究保护区收集瓦奎特海湾和Little River的水样。(Tom Kleindinst摄,©伍兹霍尔海洋研究所)

从地质学的角度来说,河口是由它们的形状和起源来定义的。宽阔、相对较浅的河口是上一次冰河时期后冰盖融化时,淹没的河谷河流被不断上升的海水淹没的结果。在一些地区,冰川沿着海岸线划出了深深的V形峡湾。这些河口与海洋之间有一个浅底坎,防止海水大量流入河口。构造板块的突然运动会导致陆地下沉,形成构造河口。一些河口是泥沙堆积的结果,形成了障壁海滩和障壁岛。这些酒吧建造的河口通常有一个受保护的泻湖,一年中大部分时间淡水流量很少。

当淡水与盐水相遇时,就会发生混合,混合的程度也被用来定义河口。在盐楔河口,向下游流动的淡水流过比淡水密度更大的入侵盐水的顶部。在河流湍急、潮汐较弱的地区,尽管屏障沿线发生了一些混合,但这两种水体在很大程度上保持分离。非常大的河流,如密西西比河和亚马逊河,流量如此之大,以至于淡水和盐水的混合只发生在河口以外。

同样,峡湾的淡水和盐水几乎没有混合,在这种情况下,是因为浅滩为进入的海水提供了屏障。淡水流过岩床,流入大海,但被困在岩床后面的水往往会变得停滞,缺氧。

其他河口的水混合得更好,有轻微分层的河口在各个深度都经历了淡水和盐水的混合。这些河口在底部附近往往更咸,在表面附近盐度下降。垂直混合的河口从上到下混合良好,盐度一致。

河口是生物多样的地方,居住着无数适应在微咸、不断变化的水域中生存的生物。当水通过河口时,营养物质和其他离子的化学成分会发生变化,一旦水到达海洋,就会产生广泛的影响。它们还捕获了河流向下游输送的大部分沉积物,通常在河口底部形成淤泥层。

德尔塔

当沉积物沿着河口底部堆积时,它开始形成三角洲。沉积物的持续积累可以在河口之外建造土地。当富含沉积物的河流流入保护区、暗礁、障壁岛、季节性海冰后面,或流入海湾或海湾等小水体时,最常形成三角洲。在河口,河流分成更小的河道,每个河道将沉积物分配到三角洲的不同波瓣。龙虾不会长时间呆在一个地方。相反,当海底凹陷充满沉积物时,它们会发生变化。数千年来,密西西比三角洲沿着路易斯安那州海岸移动了数百公里(英里)。

叶亚瓦迪河三角洲i

缅甸的伊洛瓦底河三角洲是数百万人的家园,也是该国农业活动的中心。与世界各地的其他大河不同,在过去的50年里,它相对没有受到大型基础设施和大坝项目的影响。世界卫生组织地质学家Liviu Giosan领导的一项新研究表明,季风气候的变化在过去改变了三角洲的形状,并表明人类的影响可能在未来彻底改变该地区。(Liviu Giosan摄,©伍兹霍尔海洋研究所)

三角洲的形状受到潮流和波浪作用的强烈影响,这些作用会沿着海岸线移动新的沉积物。几乎没有波浪或潮汐作用的区域通常类似于鸟足,每个通道周围都生长著圆形的裂片。在有强烈潮流的地方,河道会被侵蚀,在它们之间形成岛屿。波浪强烈的地区往往呈扇形,因为波浪侵蚀了三角洲的前缘。

与河流和河口一样,三角洲的生物多样性对海洋生物、人类和许多元素的生物地球化学循环都有很大影响。

Rivers, Estuaries, & Deltas – Woods Hole Oceanographic Institution (whoi.edu)

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