未來氣候預測中突出的強降雨風暴有可能會淹沒河流並改變地貌。但根據一項對186多條河流的新研究，來自山區的礫石河流有能力抵抗大型、快速的洪水，而不會永久性地改變河岸和河道。
“我們發現河流具有自我調節的能力，”賓夕法尼亞大學的地球物理學家，該報告的作者之一道格拉斯·傑羅爾馬克說，該報告今天發表在《科學》雜誌上。本質上，大洪水會導致河流迅速加深和拓寬河道，從而減少水流的衝擊力。衝擊力減小意味著洪水失去侵蝕河岸的能力，河流逐漸恢復正常。“這種效應鈍化了極端降雨對地貌的影響，”他說。
“大洪水仍然會對河流周圍的地貌產生破壞性影響，”麻省理工學院專門研究侵蝕和地貌演變的地理學家泰勒·佩隆警告說。他同意這項新研究解釋了為什麼礫石河流可以承受高水流，“但沙質或淤泥質河流卻不能，因為那裡的典型水流要強得多”，並且會在水流衝擊力下降之前移動大量沉積物。
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“是的，我不希望人們在考慮這個過程時想象像密西西比河那樣寬闊的沙質河流，”傑羅爾馬克說。“那不是我們所說的。相反，請考慮從山區開始的河流源頭，這些粗沉積物溪流最終會變成像哈德遜河或特拉華河那樣更寬闊的河流。”
這些水道的河床充滿了礫石和鵝卵石。傑羅爾馬克和他的合著者，明尼蘇達大學的科林·菲利普斯，在一條容易發生山洪的河流中給石頭貼上了無線電追蹤標籤。他們發現，最嚴重的暴雨使河流出水量比正常情況下增加了100倍。但大量的水幾乎沒有移動石頭，只是像普通的陣雨一樣將它們推來推去。
這位地質學家隨後從美國地質調查局收集了有關許多其他河流的資料，追蹤了水流速度和沉積物大小。在充滿礫石的河流中，超過舉起和移動石頭所需力量的水流非常罕見。
傑羅爾馬克說，這些河流有自我微調的方式。當大量水流下來時，它們會溢位河岸並加深河道。這使得整個河道變大，從而降低了水流速度。衝擊力在永久改變河岸之前又會恢復正常。“我預測，隨著氣候變化和這些河流，最初會有更多的洪水，”傑羅爾馬克說。“然後河流會降低其深度，最終不會出現異常洪水。”
這種效應確實有侷限性，特別是在人們在河流兩側建造堤壩並引導河床以保持水流方向的河流中。矛盾的是，傑羅爾馬克說，這剝奪了河流自身的調節能力。因此，水流速度將保持較高，洪水將造成更大的破壞。而像密西西比河和密蘇里河這樣的水道含有更小、更輕的沉積物，更容易移動。“這就是通常發生最大洪水的地方，”佩隆說。“作者並沒有說人類景觀可以免受極端氣候的影響。”