真實的河流世界

蜿蜒的河流可能蘊藏著地球生命力的重要線索

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河流如何在地球地理上蜿蜒曲折,似乎與地球的長期環境或地球是否適宜生命存在關係不大。但是,就像許多看似“普通”的現象一樣,仔細觀察就會發現,它們與整合生命和環境的基本迴圈和過程有著根深蒂固的聯絡。

長期以來,人們一直懷疑陸地植物在塑造我們岩石世界中發現的特殊河流形態方面發揮著作用。具體來說,在平原上流速較慢的河流中,植被可能有助於將土壤和岩石結合在一起,穩定河岸,並防止河流變成快速遷移的河流網路。相反,植物生命會促進形成平緩蜿蜒的河流。

由於河流在降水將溶解和未溶解的碳化合物輸送到海洋(無論是來自大氣中的二氧化碳還是有機來源)的過程中起著關鍵作用,因此河流的流動效率和特性有助於控制全球碳迴圈。反過來,這又影響了長期碳酸鹽-矽酸鹽迴圈,該迴圈在數百萬年內穩定了地球的氣候。例如,顆粒狀有機碳(如死亡物質)如果長時間停留在洪泛區,則會向大氣釋放更多的二氧化碳。而洪泛區的特徵取決於河流如何形成和演變。 


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但人們對植物出現之前(大約4.4億年前)河流的真實行為方式知之甚少。 

Ielpi 和 Lapôtre 在《自然-地球科學》雜誌上發表的一項新研究為這個微妙但引人入勝的問題提供了一些亟需的啟示。作者利用全球河流形狀資料(包括延時衛星遙感影像和航空照片)證明,在貧瘠、無植被環境中,河流的蜿蜒程度實際上比植被豐富的地區快十倍左右。這項工作同時證實,蜿蜒的河流,而不是河流網路,肯定可以在貧瘠地區形成,而且植被對地球景觀的變化速度有非常直接的影響。

一個潛在的含義是,無植被行星表面的河流景觀變化速度更快,這將導致顆粒狀有機碳物質在氧化和向大氣釋放二氧化碳的過程中停留的時間更少。換句話說,在植被較少的景觀中,矽酸鹽岩石風化去除大氣中的二氧化碳,在短期內受到的“反作用力”會更小。 

因此,地球大陸上植物生命的最終興起將自身插入到這個全球反饋迴圈中——可能增加了一個新的穩定因素。 

下次您沿著蜿蜒的河流散步時,請考慮到您的存在可能在某種程度上歸功於這種起伏景觀的緩慢節奏,而這種景觀本身是化學、材料、流體力學以及我們稱之為生命的物質之間非凡的交織動態的結果。

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